技术性贸易壁垒对偏光片用三醋酸纤维素酯膜添加物选择的影响以及应对

技术性贸易壁垒对偏光片用三醋酸纤维素酯膜添加物选择的影响以及应对颜红1范金龙2刘萍1马育松3（通讯作者）（1．保定出入境检验检疫局，保定0710512.中国乐凯集团有限公司，保定0710513.河北出入境检验检疫局，石家庄050051）摘要：本文简要介绍了我国液晶显示用三醋酸纤维素酯膜（TAC）产业的发展以及TAC配方中各类添加剂使用的基本情况。以欧盟REACH法规要求为例分析了技术性贸易壁垒中有关安全、卫生、环保要求对液晶显示用三醋酸纤维素酯膜（TAC）中添加剂选择的影响。阐述了作为应对措施，应该在技术改造和转型升级、重视技术积累和创新、完善标准体系、建立风险预警机制等方面下功夫，求得产业更大的发展。关键词：三醋酸纤维素酯膜；添加剂；偏光片；技术性贸易壁垒1、概述近年来，液晶显示（Liquidcrystaldisplay,LCD）已占据平板显示产业的主导，LCD大量应用在彩色液晶电视、平板电脑以及手机、MP3、MP4、游戏机等电子产品上，下游产品涉及家电、消费、通讯、IT等诸多领域。三醋酸纤维素酯膜（TAC）是LCD用偏光片的内保护膜（支持体），是不可或缺的功能性光学薄膜，目前无替代产品。经过数年的产业洗牌，目前全球TAC膜的主要生产厂家只有日本富士、日本柯尼卡、德国IPI、意大利LOFO公司和中国乐凯。为了满足偏光片保护膜的各种性能要求，各企业除了在原料控制、设备、工艺等方面持续不断的改进，同时还在棉胶液配方、添加剂使用等方面做了大量的尝试。技术性贸易壁垒是指一国或者一个区域组织以维护国家或区域基本安全、保障人类健康和安全，保护动植物健康和安全、保护环境、防止欺诈行为保证产品质量等目的采取的一些强制性或自愿性的技术性措施，是非常隐蔽、最难对付的非关税壁垒。2007年欧盟正式实施化学品注册、评估、许可和限制法规（REACH法规），陆续公布9批高关注物质清单（SVHC），涉及144种物质。法规要求，所有物品中含有高关注物质含量超过0.1%（w/w）都要受到各种控制，例如限制使用，需要授权，需要提交安全建议等。出于环保、安全、卫生等方面的考虑，不仅是欧盟REACHA法规，日本、美国、韩国等国家地区对消费品中添加物质的选择都制定了许多限制性的技术法规要求。如今中国已成为全球平板显示产品的重要生产国家，是全球最大的智能手机生产国，近80%的液晶显示器、50%的笔记本电脑、40%的液晶电视都是由中国生产制造【1】。从平板显示产业大国发展到强国，还需要付出很多努力，上游产业链的支撑作用日渐凸显。TAC薄膜的下游产品大多属于与人体接触或者可能与儿童接触的个人消费品，导致作为上游原料的TAC产品受安全、卫生、环保方面的技术性贸易壁垒影响深重，2012年，乐凯公司直接及间接出口的TAC产品骤减70%。要突出重围，必须未雨绸缪，主动应对，通过研发创新、完善标准体系、构建和运行风险评估体系，达到打破技术壁垒，提高国产偏光片及其下游产品的质量安全控制水平的目的，实现平板显示产品全产业链的国产化，提升“中国制造”的国际市场竞争力。2、液晶显示用TAC薄膜的发展及添加物的选择2.1三醋酸纤维素酯膜（TAC）与液晶显示产业液晶显示（LCD）是平板显示（FPD）产业中发展最快、技术最成熟、应用面最广的技术，具备超薄、省电、显示画质好的优点,下游应用产品种类众多。随着薄膜晶体管型液晶显示TFT-LCD的出现，液晶显示产品的市场需求迅速发展，数量、种类远远领先于其他显示技术，只要是需要显示的器具，都可以使用LCD产品。例如彩色液晶电视、平板电脑、手机、MP3、MP4、游戏机等各式家电、信息、通信等消费及工业产品。根据DisplayBank的统计数据，2010年全球偏光片市场规模达到92亿美元，2011年大尺寸偏光片市场增长到100.1亿美元，这一趋势还在逐年增大。在2012～2014年间，中国大陆TFT-LCD的总产能跃居全球第3位，从2013～2015年，中国国内市场的液晶电视出货总量从2013年的4500万台，将逐步增长至2015年的5200万台，全球近80%的液晶显示器都由中国制造，中国已经是液晶显示产品的生产大国。从LCD的显示原理来说，除了作为光阀的液晶以外，最重要、技术含量最高的核心部件是偏光片。在偏光片中起偏振作用的聚乙烯醇（PVA）薄膜必须以两片TAC薄膜作为支持性保护膜，LCD产品中相位差补偿膜、防反射膜等多种功能膜也使用TAC薄膜材料为基材。在偏光片成本结构中，TAC薄膜占据近50%以上。到目前为止，TAC薄膜在液晶显示产品中的作用尚无法替代。TAC薄膜生产专业性强，技术门槛高，生产企业高度集中，目前全球TAC膜的主要生产厂家只有日本富士、日本柯尼卡、德国IPI、意大利LOFO公司和中国乐凯集团，其中许多高端产品的核心技术主要掌握在日本企业手中。中国乐凯集团作为传统银盐感光材料制造商一直是民族企业的一面大旗，面对传统银盐感光材料被数码材料不断替代，乐凯依靠50多年积累的“涂层、成膜、微粒”三大核心技术，积极推进产品和产业结构调整，实现了影像记录材料和印刷材料的数字化转型，构筑了乐凯在光电显示领域发展的基础。目前乐凯集团公司拥有多条TAC薄膜生产线，年产能超过2000万平米以上，是国内最大的TAC薄膜制造商，也是国内偏光片生产厂家TAC薄膜原料的主要供应商。乐凯光学PET薄膜、TAC薄膜以及背光源用扩散膜、触摸屏硬化膜等多种液晶显示器用光学功能膜产品，已经批量供应韩国、德国、日本、中国台湾以及诸如海信、TCL等国内外知名平板显示企业，完善了我国平板显示用上游关键原材料产业链。2.2液晶显示用TAC膜配方、添加剂选择和应用为了满足偏光片保护膜的光学特性、表观性能、机械性能、存储性能等改善要求，各国相关企业在纤维素原料、流延设备、加工工艺等方面不断进行各种改进，同时还在棉胶液配方、添加剂使用等方面做了大量的尝试，这些添加剂包括各种增塑剂、延迟控制剂、降解抑制剂、紫外吸收剂等，添加比例从0.1%到12%左右。2.2.1增塑剂的选用TAC薄膜本身的水蒸汽渗透率（WVTR）较大，作为偏光片的保护膜，在高温高湿条件下会出现偏光片的偏光特性受透过的水蒸气影响，最终影响LCD图像显示特性。选用合适的增塑剂可以降低TAC膜的WVTR，改善其对偏光片的保护特性。最常用于TAC薄膜的增塑剂是三苯基磷酸酯（TPP），用量一般约为TAC原料用量的10-12%。在这种添加量下，WVTR值仍然比较高，复合的偏光片产品难以适应高温高湿下的使用要求。过分增加TPP的用量，则容易在薄膜表面形成析出，会给生产和后期使用带来许多问题，因此还需选择一些其它的增塑剂化合物与TPP共用，例如邻苯二甲酸酯、二苯基磷酸盐齐聚化合物等。一些国外专利中还提出使用松香、松香衍生物、苏合香酸以及酮类树脂、酚醛类树脂、甲酚环氧树脂等化合物作为增塑剂，均可有效改善TAC薄膜的透水性【1】。2.2.2紫外吸收剂的选用为防止偏光片本身和液晶分子老化衰变，改善液晶显示图像的色彩还原，要在TAC薄膜中加入紫外线吸收剂。添加的紫外吸收剂本身应无色，需要在360~400nm光谱段有良好的吸收，对大于400nm的可见光有良好的透过特性；，还要与TAC有良好的相容性，不能在碱液处理时，自TAC膜中溶出。对于便携式液晶显示装置来言，光线需要二次进出液晶面板，对整体透过率要求有所提高，为了使原有紫外吸收剂加入后的产品，色彩再现不会失真，要求光学保护膜具备对紫外线的阻断特性，必须能更适应室外使用的要求。目前产品中使用的紫外吸收剂主要包括苯并三氮唑类和二苯甲酮类等化合物。2.2.3其它添加剂的选用在TAC薄膜棉胶配方中加入剥离剂、毛面剂等，能够改善TAC膜在生产工艺和应用过程中的性能。加入剥离剂是为了减小流延后未完全干透的TAC膜与钢带之间的附着力，减小TAC膜从钢带上的剥离张力，目前一般作为剥离剂的主要有磷酸、磺酸、羧酸等表面活性剂以及部分磷酸酯类物质。加入毛面剂是为了使流延形成的TAC薄膜的摩擦系数有效降低，改善TAC薄膜传输运行特性，防止在生产和应用过程中的出现划伤及粘连等弊病，一般选择一些无机类微粒或有机聚合物作为毛面剂添加，例如SiO2、TiO2、Al2O3、Zr2O3、CaCO3等无机类微粒，硅树脂、氟树脂及丙烯酸树脂等有机类聚合物3、技术性贸易壁垒对我国液晶显示用TAC膜生产的影响3.1技术性贸易壁垒技术性贸易壁垒TBT（TechnicalBarrierstoTrade）是指一个国家、一个区域组织为维护其基本安全、保障人类健康和安全，保护动植物健康和安全、保护环境、防止欺诈行为、保证产品质量等目的采取的一些强制性或自愿性的技术性措施，具备形式多样、易于隐蔽且效果显著的特点，在全球范围内有愈演愈烈之势，发达国家与发展中国家之间、发达国家之间都存在众多技术性贸易壁垒，是非常难对付的非关税壁垒，已成为除了汇率以外最大的出口障碍。2012年，国外TBT导致我国出口贸易直接损失685万美元，占全年出口总额3.34%，导致企业新增成本280.2亿美元。欧美等地区的TBT措施已从对产品本身的性能质量设限，发展到对产品的整个生命周期设限。与化学品、化学物质、消费品、个人电子产品等有关的技术性贸易壁垒有REACH法规（欧盟化学品注册、评估、许可和限制法规）、Rohs(欧盟电子电气设备中限制使用某些有害物质指令)、WEEE（欧盟废旧电子电气设备指令）、CPSIA（美国消费品安全法）、CONEG（美国包装材料法规）、挪威优先级化学品列表等，我国也有相应的绿色化学品要求（《中国新化学物质环境管理办法》）。其中影响最大的当属欧盟REACH法规。3.2REACH法规3.2.1REACH法规是欧盟于2006年底通过的关于化学品注册、评估、授权、限制的法规，其目的是为了更大程度地保护人类健康和环境，是欧盟利用技术标准、安全标准和环保标准设置的“绿色壁垒”。由于REACH法规高昂的应对成本，欧洲本土完成REACH应对的企业要求欧盟官方进行严格的监管，欧盟官方也希望通过监管促进REACH法规的进一步有效实施，增加欧盟化学品工业整体的竞争力，从REACH法规第一个注册截止期来看，平均每个现有化学物质的注册总成本在40～600万欧元之间【7】。尽管该法规只是一部规范欧盟成员国内部化学品及其下游产品管理的法律,但是在全球经济一体化、贸易自由化的进程中,它的实施必然对欧盟之外的国家及其相关产业造成影响。REACH法规中较早产生明显作用的就是“高关注物质清单”。3.2.22008年开始，欧洲化学品管理署（ECHA）先后公布了9批共计144种物质归入REACH法规SVHC清单（SubstancesofVeryHighConcern高关注物质清单）,SVHC包括以下其中一种或几种具有危险特性的物质：(1)具有致癌性、诱变性和生物毒性的化学物质CMR。(2)具有持久性、生物累积和毒性的化学物质PBT。(3)具有高持久性、高度生物累积的化学物质vPvB；(4)等同于前三类的物质、对人类和环境具有严重的和不可逆影响的化学物质，如某些内分泌干扰物。2011年，物品中SVHC物质开始申报，限制条款开始，所有物品中含有高关注物质含量超过0.1%（w/w）都要受到各种控制：例如提供产品中SVHC物质的含量不超过0.1%的测试报告、限制使用、需要授权、必须提交安全建议等。3.3技术性贸易壁垒对我国液晶显示用TAC膜生产的影响3.3.1如本文第二章节所说，为达到改善光学特性、表观性能、机械性能、耐久性能等目的，需要在液晶显示用TAC膜材料中加入一定量的添加剂和助剂，这些添加剂种类和选择非常多。截至目前，REACH高关注物质清单（SVHC）中邻苯二甲酸酯类增塑剂共有10种，曾经在TAC使用的助塑剂邻苯二甲酸二甲氧乙酯（DEMP）列在第六批清单中，邻苯二甲酸二丁酯(DBP)列在第一批清单中。2008年8月美国通过《美国消费品安全加强法》（CPSIA），禁止邻苯二甲酸酯含量超过0.1%（质量分数）的产品的销售、制造和进口。韩国技术标准局（KATS）2011年11月发布