CN114296174A - 偏光膜制造方法与*** - Google Patents
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Abstract
偏光膜的制造方法与制造***。偏光膜制造方法包括使偏光膜前驱物通过交联槽中的反应水溶液以进行交联处理，从而形成偏光膜。反应水溶液含有二氧化硫水溶液。
Description
技术领域
本发明是有关于一种偏光膜的制造方法与制造***。
背景技术
偏光板为广泛应用于液晶显示器的光学元件。偏光板一般是在聚乙烯醇偏光膜上黏合三醋酸纤维素或环烯烃聚合物等保护膜而得。现今，液晶显示器的应用越来越广，例如，手机、穿戴式装置等，对偏光板质量的要求也越来越高。
偏光膜为偏光板最主要的元件。偏光膜的形成通常具有以下步骤：膨润处理、染色处理、拉伸处理、交联处理、洗净处理以及干燥处理。
发明内容
本发明系有关于一种偏光膜的制造方法与制造***。
根据本发明的一方面，提出一种偏光膜制造方法，其包括使偏光膜前驱物通过交联槽中的反应水溶液以进行交联处理，从而形成偏光膜。反应水溶液含有二氧化硫水溶液。
根据本发明的另一方面，提出一种偏光膜制造***，其包括交联槽、二氧化硫储存槽与气体管路。交联槽具有反应水溶液于其中。二氧化硫储存槽具有二氧化硫气体于其中。气体管路用以将二氧化硫气体从二氧化硫储存槽传送至交联槽中。
根据本发明的又另一方面，提出一种偏光膜制造***，其包括交联槽、补充槽、二氧化硫储存槽、回收管路、补充管路与气体管路。交联槽具有反应水溶液于其中。二氧化硫储存槽具有二氧化硫气体于其中。回收管路用以将反应水溶液从交联槽传送至补充槽。补充管路用以将反应水溶液从补充槽传送至交联槽。气体管路用以将二氧化硫气体从二氧化硫储存槽传送至补充槽中。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1显示根据一实施例的偏光膜制造***。
图2显示根据另一实施例的偏光膜制造***。
其中，附图标记：
10:偏光膜前驱物
10':偏光膜
12:膨润槽
14:染色槽
16:交联槽
18:水洗槽
20:反应水溶液
22:补充槽
24:二氧化硫储存槽
30:回收管路
32:补充管路
34:气体管路
40:传送滚轮
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
图1显示根据实施例的偏光膜制造***。偏光膜前驱物10藉由传送滚轮40通过制程槽以形成偏光膜10'。制程槽依序包括膨润槽12、染色槽14、交联槽16、以及水洗槽18。
偏光膜前驱物10可为聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)薄膜。聚乙烯醇可藉由皂化聚乙酸乙烯酯而形成。在一些实施例中，聚乙酸乙烯酯可为乙酸乙烯酯的单聚物或乙酸乙烯酯及其它单体的共聚物等。上述其它单体可为不饱和羧酸类、烯烃类、不饱和磺酸类或乙烯基醚类等。
在另一些实施例中，聚乙烯醇可为经改质的聚乙烯醇，例如，经醛类改质的聚乙烯醇缩甲醛(polyvinylformal)、聚乙烯醇缩乙酸或聚乙烯醇缩丁醛(Polyvinylbutyral)等。
偏光膜前驱物10传送至膨润槽12以进行膨润处理。膨润处理可去除偏光膜前驱物10表面的异物以及其中的可塑剂，并且可使偏光膜前驱物10在后续步骤中较易被染色及塑化。膨润处理的条件并未特别限定，只要可达成上述效果且不会造成偏光膜前驱物极端溶解或透明消失等即可。
偏光膜前驱物10传送至染色槽14以进行染色处理。染色处理使用的染色剂可为二色性色素或其它水溶性二色素染料等。在一些实施例中，染色剂包含碘、碘化钾。例如，在一些实施例中，染色剂可为包含例如0.003重量份至0.2重量份的碘及3重量份至30重量份的碘化钾的水溶液。再者，亦可添加其它化合物于染色槽14中使染色处理具有更佳的效果。在一些实施例中，可额外添加硼酸。
偏光膜前驱物10传送至交联槽16以进行交联处理。交联槽16具有反应水溶液20于其中。交联处理系对偏光膜前驱物10进行耐水化处理或是调整其色调。在一些实施例中，交联槽16中的反应水溶液20可包含硼酸、碘化钾、碘化锌或上述的组合。硼酸为交联剂，碘化钾及碘化锌则用于光学调整，可藉由改变其浓度以调整偏光膜色相。在一些实施例中，交联处理的反应水溶液20可为包含1重量份至10重量份的硼酸及1重量份至30重量份的碘化钾的水溶液。
交联槽16中的反应水溶液20必须在酸性环境下进行交联处理，例如pH 2至pH 5，或pH 2.5至pH 4.5。然而，碘化钾及/或碘化锌溶解在水中产生的碘离子(I-)。碘离子(I-)在酸性环境下会氧化反应成碘三离子(I3 -)。若碘三离子(I3 -)浓度过高，将会造成偏光膜染色性不符合规范。
为了减少碘三离子(I3 -)浓度，避免浓度超标，会在交联槽16中额外投入亚硫酸盐例如亚硫酸钾(K2SO3)作为还原剂，使碘三离子(I3 -)还原。此外，为了维持酸性环境，会同时持续加入硫酸维持pH值。然而，硫酸溶于水会形成硫酸根(SO4 2-)。硫酸根累积若超标会不符合生产规格、产生其他不良影响。因此需频繁更换反应水溶液，以维持硫酸根浓度不超标，这使得生产成本提高。
本案实施例中，如图1所示，回收管路30连通在交联槽16与补充槽22之间，用以将反应水溶液20从交联槽16传送至补充槽22。二氧化硫储存槽24具有二氧化硫气体于其中。气体管路34连通在补充槽22与二氧化硫储存槽24之间，用以将二氧化硫气体从二氧化硫储存槽24传送至补充槽22中。传送至补充槽22中的二氧化硫气体可溶解于反应水溶液20的水溶剂。补充管路32连通在交联槽16与补充槽22之间，用以将反应水溶液20从补充槽22传送至交联槽16。藉此，交联槽16中的反应水溶液20含有二氧化硫水溶液，亦即二氧化硫气体溶于水中所形成的水溶液。
在一实施例中，依据设置空间的限制，也可省略设置回收管路30、补充管路32及补充槽22，而如图2所示的偏光膜制造***，将二氧化硫气体经由气体管路34由二氧化硫储存槽24直接传送至交联槽16中。在此实施例中，气体管路34可深入交联槽16的液面之中，以增加溶解率并避免产生过多气泡。
如反应式(I)所示(其中pKa＝1.81)，二氧化硫气体溶解于水反应生成亚硫酸氢根离子与氢离子。
SO2+H2O→HSO3 -+H+ 反应式(I)
反应式(I)的产物亚硫酸氢根离子在水中与碘三离子(I3 -)进行反应式(II)如下，生成硫酸根离子、碘离子(I-)与氢离子。
HSO3 -+I3 -+H2O→SO4 2-+3I-+3H+ 反应式(II)
反应式(I)与反应式(II)生成的氢离子(H+)使得反应水溶液20的pH值降低。因此，实施例中，可不需额外添加硫酸于交联槽16中。此外，根据反应式(I)与反应式(II)，本案实施例使用二氧化硫水溶液能还原碘三离子(I3 -)，降低反应水溶液20的碘三离子(I3 -)浓度，因此可不需额外添加亚硫酸盐。同时，请参照表1的实验结果，比起比较例(不具有补充槽22、二氧化硫储存槽24、回收管路30、补充管路32、气体管路34)直接将亚硫酸钾及硫酸加入交联槽16中的技术手段，根据本案实施例使用二氧化硫水溶液取代亚硫酸盐及硫酸，可造成更低的硫酸根浓度及硫酸根累积速率，因此能减少交联槽16更换反应水溶液20的频率，降低制程成本损失。表1中，显示在不同反应时间投入的药剂量(二氧化硫气体的体积，单位为升；亚硫酸钾/硫酸的重量，单位为克)与反应水溶液20的硫酸根浓度。
表1
再者，本案实施例使用二氧化硫水溶液的技术并不会影响制得的偏光膜的性质。实施例的偏光膜具有与比较例的偏光膜相当的光学性能，包括光学量测结果相当的透过率、偏光度、光学色相坐标以及对红外线吸收的程度，结果如表2所示。表2中，偏光膜是使用厚度60μm的聚乙烯醇(PVA)薄膜经由澎润、染色、交联、水洗及干燥的制程后，利用保护膜(TAC)进行UV胶贴合，然后利用光度计(由日本分光株式会社制造，型号为V-7100)测试得光学性质。
表2
| 光学性质 | 实施例 | 比较例 |
| 透过率(％) | 42.75 | 42.71 |
| 偏光度(％) | 99.8561 | 99.8613 |
| a色度值 | -1.15 | -1.04 |
| b色度值 | 3.42 | 3.25 |
| 红外线吸收程度 | 3.09 | 3.21 |
在一些实施例中，可以通入二氧化硫至反应水溶液20的方式完全地取代硫酸及/或亚硫酸盐例如亚硫酸钾之添加，即，除了交联处理使用的硼酸与二氧化硫水溶液以外，并未外加硫酸及/或亚硫酸盐例如亚硫酸钾至交联槽16中。一些实施例中，除了交联处理使用的硼酸与二氧化硫水溶液以外，仍可外加其它酸性溶液，例如，硫酸、醋酸或葡萄糖酸，并且/或者外加亚硫酸盐例如亚硫酸钾。进行交联处理时，亦可同时对偏光膜前驱物10进行延伸处理。在一些实施例中，延伸处理可藉由使设置于交联槽16入口之传送滚轮与设置于交联槽16出口的传送滚轮产生周速差的方法加以进行。
接着，偏光膜前驱物10传送至水洗槽18以进行洗净处理。洗净处理可藉由浸泡于水中、以水喷流进行喷雾或上述的组合予以进行。
之后，偏光膜前驱物10可传送至干燥炉，干燥偏光膜前驱物10以形成偏光膜10'。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种偏光膜制造方法，其特征在于，包括：
使一偏光膜前驱物通过一交联槽中的一反应水溶液以进行一交联处理，从而形成一偏光膜，其中该反应水溶液含有二氧化硫水溶液。
2.如权利要求1所述的偏光膜制造方法，其特征在于，其中该反应水溶液含有碘离子(I-)。
3.如权利要求1所述的偏光膜制造方法，其特征在于，其中该反应水溶液含有碘三离子(I3 -)。
4.如权利要求1所述的偏光膜制造方法，其特征在于，更包括：将二氧化硫气体溶于一水溶液中以形成该二氧化硫水溶液。
5.如权利要求4所述的偏光膜制造方法，其特征在于，其中该二氧化硫水溶液的反应式(I)为SO2+H2O→HSO3 -+H+，
其中该反应水溶液含有碘三离子(I3 -)，该反应式(I)的产物亚硫酸氢根离子HSO3 -与该碘三离子(I3 -)的反应式(II)为HSO3 -+I3 -+H2O→SO4 2-+3I-+3H+。
6.如权利要求1所述的偏光膜制造方法，其特征在于，其中未提供亚硫酸盐、及/或亚硫酸钾、及/或硫酸至该反应水溶液中。
7.一种偏光膜制造***，其特征在于，包括：
一交联槽，具有一反应水溶液于其中；
一二氧化硫储存槽，具有二氧化硫气体于其中；以及
一气体管路，用以将该二氧化硫气体从该二氧化硫储存槽传送至该交联槽中。
8.一种偏光膜制造***，其特征在于，包括：
一交联槽，具有一反应水溶液于其中；
一补充槽；
一二氧化硫储存槽，具有二氧化硫气体于其中；
一回收管路，用以将该反应水溶液从该交联槽传送至该补充槽；
一补充管路，用以将该反应水溶液从该补充槽传送至该交联槽；以及
一气体管路，用以将该二氧化硫气体从该二氧化硫储存槽传送至该补充槽中。
9.如权利要求7或8所述的偏光膜制造***，其特征在于，其中该反应水溶液含有碘离子(I-)及/或碘三离子(I3 -)。
10.如权利要求7或8所述的偏光膜制造***，其特征在于，其中该反应水溶液含有二氧化硫水溶液。
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2022
- 2022-01-17 CN CN202210048536.5A patent/CN114296174A/zh active Pending
Patent Citations (4)
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