CN1155839C - H型偏振膜的连续生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于一种新型光学材料的连续生产方法。该材料广泛应用于液晶显示器、照相器材、光学仪器和交通安全措施等领域。虽市场需求量大，但价格必须便宜才有广阔前景。本发明的特征是确保质量的前提下的连续生产方法，包括连续生产聚乙烯醇薄膜基材和连续做出H型偏振膜，从而达到生产量大、价格便宜。

Description

H型偏振膜的连续生产方法

本发明涉及一种光学材料H型偏振膜的连续生产方法。

用聚乙烯醇(以下简称PVA)膜经碘溶液、硼酸液处理后，拉伸制成的H型偏振膜应用领域越耒越广。无论在制造防强烈瞬时光的护目镜、普通的太阳镜以及制造液晶显示器件的应用中或者在国内外正在大力发展的液晶电视、笔记本电脑以及作为防止汽车车灯的眩光应用中都有着广阔应用前景，需求量甚大。当前，如何介决产量大、产品质量稳定、产品成本低等几个方面受到国内外关注。

背景技术

以往制造H型偏振膜的方法只能局限于手工式、断续生产或局部连续生产，即制造制造偏振膜的工厂购买外厂生产的PVA基膜作为生产原材料，PVA原料未按生产偏振膜的特殊需要进行预处理从而影响偏振膜日久变黄，易吸收空气中水份，造成产品质量不稳定。

发明内容

本发明的目的就是提供在一条生产线上，采用国产原料，确保产品质量稳定、降低产品成本，连续生产出H型偏振膜的方法。克服目前偏振膜生产中的质量不稳定、产量低、成本高的缺点。

本发明的另一个目的是对原料作必要处理，首先是清洗原料，将原料中的醋酸根及低聚合度的PVA清洗掉，以提高产品质量。

本发明的另一个目的是提供了一种能连续生产PVA膜的有特定要求的成膜装置。克服了目前只能用手工方式或局部连续方式制作偏振膜的缺点。

本发明的另一个目的是在拉伸机中采用扩幅辊，以防拉伸过程中薄膜发皱并达到扩幅和有效拉伸，并提高拉伸产量。

本发明的另一个目的是采用的碘溶液配方和硼酸液配方比例提高，以便碘分子和聚乙烯醇的有效络合，达到二向色性的加强，使偏振膜产品质量更加稳定。

本发明的其它细节和优点在下述连同附图一起对于本发明的最佳实施细节中加以说明。

附图说明

图1为连续做PVA薄膜的成膜装置。其中1为载体卷辊，2为上膜装置，3为料浆容器，4为加热器，5为排风机，6为收膜机，7为PVA薄膜卷膜辊，8为封闭箱，也称烘道。

图2为连续做H型偏振膜的装置。其中7为PVA薄膜卷膜辊，9为剥膜机，10为水槽，11为碘溶液槽，l2为水槽，13为硼酸液槽，内设扩幅辊，14为水槽，15为脱水机，16为烘干机，17为叠合保护膜装置，18为叠合防粘膜装置，16、17、18都有驱动装置，19为切割刀。

具体实施方法

本发明实施的第一步是生产PVA膜，其中包括备料和成膜之前对原料先作必要处理，将聚乙烯醇溶解后由成膜装置做成所需薄膜。

本发明实施的第二步是制作偏振膜。集PVA膜予处理、化学处理、拉伸和叠合于一体的连续加工。

众所周知，PVA薄膜要比其它聚合物更具有络合碘分子的特性，而碘分子具有固有的二向色性，将这样的PVA膜单向拉伸能得到不同的光吸收特性。有效地控制拉伸程度和拉伸时的温度，可取得适当的偏振度和颜色适合的偏振膜。

具体实施方法如下：

(一)首先是清洗原料进行提纯，将原料中的醋酸根及低聚合度的PVA清洗掉，其方法是将原料装入干净的绸布袋中，紧口，使袋中疏散，放在盛有蒸馏水的容器中使之溶胀清洗，溶胀24小时以上，换水三次，经试纸检验呈中性即PH＝7的颜色，然后用离心甩干绸布袋。按50克PVA加950毫升蒸馏水的比例，放入有搅拌器的溶解釜，搅拌转速为70-100周/分，逐步添加PVA。为使薄膜柔软，可加入10％以上的丙三醇，水温90-95℃，搅拌到全部溶解为止。检验是否完全溶解可取少量料浆加入1-2滴碘液，如出现兰色团粒状透明体，说明尚未完全溶解，如色泽均匀扩散，说明已完全溶解。经过溶解的PVA用滤网过滤(可采用3号细菌漏斗)然后保温在80℃左右静置去泡。

(二)成膜工艺

通过解释图1，对成膜工艺作详细说明，

设有阻尼装置的载体卷辊1上，安装一卷幅宽1000毫米的隔离纸；把容器3中的PVA溶液通过上膜装置2的顺时针转动把溶液送上隔离纸，送出溶液的多少，决定了膜层的厚度。调节温度为40℃，温度太高，容易产生桔皮现象和发皱，温度太低不利于促使膜层快干，最好要调节排风量，是膜层易干又不会使膜层起皱。石英加热管4安装在封闭箱8即烘道的适当处，根据烘道的长度设置，最好是每隔1.5--2米设置一根石英加热管。排风机5的作用是将烘道的潮湿热空气排到室外，其位置分布在烘道沿线，风量柔和适量，调节风量的办法一般用阀门控制。为了使膜的载体行进时不走偏，最好在烘道内的托网边缘上设置适当的弹簧边挡，使薄膜载体行进时不走偏。收膜机6是由力矩马达控制的可调速的卷辊，它与带阻尼的载体卷辊(1)一起调节隔离纸的张力。在安装载体卷辊时应注意与收膜辊之间的平行。封闭箱8是净化空气通过要道，膜在这里被凉干。这里，最重要的是对空气净化。带隔离纸的已干的PVA膜应适时地倒到PVA薄膜卷膜辊7上，以保证成膜装置继续不停地工作，同时把从卷辊上取下的膜移交给下一道工艺。

成膜装置的要点是：

①安装托网要保持水平；②通风空气必须经过1000-10000级净化；③温度可调；④排风量可调；⑤膜层厚度可控；⑥成膜速度可调；⑦运行中的PVA膜载体张力可调；⑧烘道为封闭式，有60米以上的长度；⑨在安装成膜装置时，应确保成膜不走偏。成膜幅宽1000毫米，膜层厚度根据制成偏振膜的具体指标要求而定，例如120微米，100微米，50微米。

(三)制作偏振膜的方法

现对图2的工艺过程，作详细解释：

从收膜机6直接送来或从PVA薄膜卷辊取来的带隔离纸的PVA膜，经过剥膜机9将PVA膜剥下，送进水温为20-50℃的水浸润槽10，在这里将PVA膜两侧表层浸润深度约1/3，为下一步进入浸碘溶液槽11作准备。碘溶液配方，为：碘/碘化钾/蒸馏水＝1∶10∶100，温度为30℃左右。在这里，膜的行进速度为0.3米/分左右，浸泡时间为5-6分钟(典型时间为5.4分钟)，若线速度为1米/分时，浸泡时间则为2.3分，根据需要设计槽宽，然后经过水清洗槽12，温度50-60℃，加适量活性剂，再进入带扩幅辊的硼酸液槽13进行拉伸，温度为50-60℃，拉伸长度为原长的4-6倍，拉得越长偏振度越高，但太长会拉断，扩幅辊的作用是避免起皱。硼酸液配方，为：硼酸/碘化钾/氯化锌/蒸馏水＝5∶3.7∶1∶83。再经过水清洗槽14，脱水机15脱水，烘干机16风干，叠合保护膜装置17(常用的保护膜为三醋酸纤维膜或聚酯膜，厚度为50-100微米)以及叠合防粘膜装置18，然后用切割刀19根据用户要求切成所需成品。

Claims (6)

1、一种从聚乙烯醇原料(17-99)制成薄膜、然后制成偏振膜的H型偏振膜的连续生产方法，其特征为：

(1)原料的必要处理

将聚乙烯醇原料经水浸泡加丙三醇后搅拌成料浆；

(2)连续制成聚乙烯醇薄膜

将上述料浆用成膜装置连续制成聚乙烯醇薄膜；

(3)连续制成偏振膜

聚乙烯醇薄膜经过浸泡、拉伸、烘干、叠合，制成偏振膜；

(4)所述拉伸过程中采用了具有能起到防皱作用的扩幅辊的拉伸机。

2、根据权利要求1所述的H型偏振膜的连续生产方法，其中，在对原料的必要处理步骤中，其特征为用蒸馏水浸泡，换水至水的PH值为7，加丙三醇。

3、根据权利要求1所述的H型偏振膜的连续生产方法，其中，在连续制成聚乙烯醇薄膜的步骤中，其特征为：

(1)安装托网要保持水平；(2)成膜要在1000-10000级的净化通风空气环境中进行；(3)温度可调；(4)排风量可调；(5)膜层厚度可调；(6)成膜速度可调；(7)运行中的聚乙烯醇薄膜载体张力可调；(8)烘道为封闭式，长度不小于60米；⑨在安装成膜装置时，应确保成膜载体与行进方向平行。

4、根据权利要求1所述的H型偏振膜的连续生产方法，其中，在连续制成偏振膜的步骤中，其特征为：

(1)所述的聚乙烯醇薄膜的浸泡

将剥去隔离纸的聚乙烯醇薄膜先后在水和碘溶液中浸泡，后用加活性剂的水清洗；

(2)所述的拉伸、烘干

将浸泡过碘溶液的聚乙醇薄膜在带扩幅辊的硼酸液槽中拉伸后水洗、脱水、烘干，从而制成偏振膜基膜；

(3)所述的叠合

将偏振膜基膜经叠合保护膜、防粘膜，从而制成H型偏振膜。

5、根据权利要求1所述的H型偏振膜的连续生产方法，其中，在连续制成偏振膜的浸泡步骤中，使用配方为“碘/碘化钾/蒸馏水＝1∶10∶100”的碘溶液；在拉伸步骤，使聚乙烯醇薄膜浸入装有配方为“硼酸/碘化钾/氯化锌/蒸馏水＝5∶3.7∶1∶83”的硼酸液槽进行拉伸。

6、根据权利要求1所述的H型偏振膜的连续生产方法，其中，在连续制成偏振膜的拉伸步骤中，其特征在于拉伸长度为基膜原长的4-6倍。