專利名稱：H型偏振膜的連續(xù)生產方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種H型偏振膜的連續(xù)生產方法。
國內外對偏振膜的研究工作主要涉及如何提高偏振度和可見光透過率、如何使一條生產線的產量大、產品質量穩(wěn)定、產品成本低等幾個方面。當前，經碘溶液、硼酸液處理過的聚乙烯醇(以下簡稱PVA膜)制成的H型偏振膜應用領域越耒越廣。無論在制造強烈瞬時光的護目鏡，普通的太陽鏡以及制造液晶顯示器件的應用中或者在國外正在大力發(fā)展的液晶電視、筆記本電腦以及作為防止汽車車燈的眩光應用中都有著廣闊應用前景，需求量甚大。國內以往的工藝只能局限于手工式斷續(xù)或局部連續(xù)生產、產品質量不太高的水平。本發(fā)明的特點是提供連續(xù)生產高質量的H型偏振膜的方法，以滿足廣闊的市場需求。
本發(fā)明生產方法分下列步驟一、生產PVA膜其中包括備料和成膜。將聚乙烯醇溶解后由成膜裝置做成所需薄膜。
二、制作偏振膜集PVA膜予處理、化學處理、拉伸和疊合于一體的連續(xù)加工。
眾所周知，PVA薄膜要比其它聚合物更具有絡合碘分子的特性而碘分子具有自然的二向色性，將這樣的PVA膜單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時的溫度，可取得適當的偏振度和顏色適合的偏振膜。本發(fā)明采用聚乙烯醇(17-99)為原料。首先是清洗原料，將原料中的醋酸根及低聚合度的PVA清洗掉，其方法是將原料裝入干凈的綢布袋中，緊口，使袋中疏散，放在盛有蒸餾水的容器中使之溶脹清洗，換水三次，溶脹24小時以上，經試紙檢驗呈中性即PH=7的顏色，然后用洗衣機離心甩干綢布袋。
按50克PVA加950毫升蒸餾水的比例，放入有攪拌器的溶解釜，攪拌轉速為70-100周/分，逐步添加PVA，為使薄膜做得柔軟一些，可加入10％以上的丙三醇，水溫90-95℃，攪拌到全部溶解為止。檢驗是否完全溶解可取少量溶液加入1-2滴碘液，如出現蘭色團粒狀透明體，說明尚未完全溶解，如色澤均勻擴散，說明已完全溶解。
經過溶解的PVA用濾網過濾(可采用3號細菌漏斗真空抽濾)然后保溫在80℃左右靜置去泡，下一步進入成膜工藝。
下面通過解釋

圖1，對成膜工藝作詳細說明設有阻尼裝置的載體卷輥(1)上，安裝一卷幅寬1000的隔離紙；把容器(3)的PVA溶液通過上膜裝置(2)的順時針轉動把溶液送給隔離紙，送出溶液的多少，決定了膜層的厚度。調節(jié)溫度為40℃，溫度太高，容易產生桔皮現象和發(fā)皺，溫度太低不利于促使膜層快干，適當調節(jié)排風量，是促使膜干的重要因素，但風量大也會使膜層起皺。石英加熱管(4)安裝在烘道的適當處，根據烘道的長度設置，一般是每隔1.5-2米設一根石英加熱管。排風機(5)應將烘道的潮濕熱空氣排到室外，其位置分布在烘道沿線，風量柔和適量，調節(jié)風量的辦法一般用風量閥門控制。為了使膜的載體行進時不走偏，應該在烘道內的托網邊緣上設置適當的彈簧邊擋，以保證薄膜載體行進時不走偏。收膜機(6)是由力矩馬達控制的可調速的卷輥，它與帶阻尼的載體卷輥(1)一起調節(jié)隔離紙的張力，應嚴格地安裝載體卷輥與收膜機之間的平行度。做好的帶隔離紙的已干的PVA膜應適時地倒到備用卷膜機(7)上，以保證成膜裝置繼續(xù)不停地工作，同時把從備用卷輥上取下的膜移交給下一道工藝。封閉箱(8)的長度一般為60米，越長越好，這里，最重要的是必須對空氣凈化。
成膜設備的要點是1，安裝托網要保持水平；2，通風空氣必須經過凈化(1000-10000級)；3，溫度可調；4，排風量可調；5，膜層厚度可調；6，成膜速度可調；7，運行中的PVA膜載體張力可調；8，設備必須有足夠長度；9，烘道為封閉式；10，為防止成膜過程中走偏，在安裝成膜設備時，必須確保成膜載體與行進方向平行。成膜幅寬1000毫米，膜層厚度120微米，100微米，50微米，根據制成偏振膜的具體工藝和質量標指要求而定。
下面結合圖2，詳細解釋制作偏振膜的方法從備用卷輥取來的帶隔離紙的PVA膜放在載體卷輥(1)上面(有阻尼裝置)，經過剝膜機(9)將PVA膜剝下并送進溫度為20-50℃水浸潤槽(10)，在這里將PVA膜兩側表層浸潤深度約1/3，為下一步進入浸碘溶液槽(11)作準備，碘溶液配方為碘/碘化鉀/蒸餾水=1∶10∶100，溫度為30℃左右。這里，膜的行進速度為0.3米/分左右，浸泡時間為5-6分鐘(典型地為5.4分鐘，當線速度為1米/分時，浸泡時間為2.3分，根據需要設計槽寬)，然后經過水清洗槽(12)，溫度50-60℃，加適量活性劑，再進入帶擴幅輥的硼酸液槽(13)進行拉伸，溫度為50-60℃，拉伸長度為原長的4-6倍，拉得越長偏振度越高，但太長會拉斷，擴幅輥的作用是避免起皺。硼酸液配方硼酸/碘化鉀/氯化鋅/蒸餾水=5∶3.7∶1∶83，再經過水清洗槽(14)(與12同)，脫水機(15)脫水，烘干機(16)風干，疊合保護膜裝置(17)(常用的保護膜為三醋酸纖維膜或聚酯膜，厚度為50-100微米)，以及疊合防粘膜裝置(18)，然后用切割刀(19)根據包裝要求切成為所需成品。一般，偏振膜的最終產品為幅寬500毫米，長度1000毫米，根據需要任意剪用。
裝置16,17,18都有驅動裝置，膜速保持1米/分。
權利要求
1，一種從聚乙烯醇原料(17-99)制成薄膜，然后制成偏振膜的方法，其特征在于(a)將聚乙烯醇原料經過必要處理連續(xù)做成薄膜；(b)將聚乙烯醇薄膜經過碘液、硼酸液浸泡處理，并拉伸成具有二向色性的偏振膜。
2，按權利1要求的連續(xù)做薄膜的方法，其成膜裝置包括如下要求①，安裝托網要保持水平；②，通風空氣必須經過凈化(1000-10000級)；③，溫度可調；④，排風量可調；⑤，膜層厚度可調；⑥，成膜速度可調；⑦，運行中的PVA膜載體張力可調；⑧，設備必須有足夠長度；⑨，烘道為封閉式；⑩，為防止成膜過程中走偏，在安裝成膜設備時，必須確保成膜載體與行進方向平行。成膜幅寬1000毫米，膜層厚度120微米，100微米，50微米，(根據制成偏振膜的具體工藝和質量標指要求而定)。
3，按權利1的要求制作偏振膜的方法必須連續(xù)經過如下工序從備用卷輥取來的帶隔離紙的PVA膜放在載體卷輥(1)上面，經過剝膜機(2)將PVA膜剝下并送進溫度為20-50℃水浸潤槽(3)，在這里將PVA膜兩側表層浸潤深度約為膜厚的1/3，為下一步進入浸碘溶液槽(4)作準備，溫度為30℃。這里，膜的行進速度為0.3米/分，浸泡時間為5.4分鐘，(當線速度為1米/分時，浸泡時間為2.3分，根據其需要設計槽寬)，然后經過水清洗槽(5)，溫度50-60℃，加適量活性劑，再進入帶擴幅輥的硼酸液槽(6)進行拉伸，溫度為50-60℃，拉伸長度為原長的4-6倍，拉得越長偏振度越高，但太長會拉斷，擴幅輥的作用是避免起皺。再經過水清洗槽(7)(與5同)，脫水機(8)脫水，烘干機(9)風干，疊合保護膜裝置(10)(常用的保護膜為三醋酸纖維膜或聚酯膜，厚度為50-100微米)，以及疊合防粘膜裝置(11)，然后用切割刀(12)根據包裝要求切成為所需成品。裝置(9),(10),(11)都有驅動裝置。
4，按權利1的要求上述碘溶液和硼酸液的配方為碘溶液配方為碘/碘化鉀/蒸餾水=1∶10∶100硼酸液配方，硼酸/碘化鉀/氯化鋅/蒸餾水=5∶3.7∶1∶83
5，按權利1的要求上述制作偏振膜的工藝中拉伸長度為4-6倍
6，按權利5的要求上述拉伸機中的擴幅輥應能起到防皺的作用，其包容角應在190-220度。
全文摘要
本發(fā)明屬于一種新型光學材料的連續(xù)生產方法。該材料廣泛應用于液晶顯示器、照相器材、光學儀器和交通安全措施等領域。雖市場需求量大,但價格必須便宜才有廣闊前景。本發(fā)明的特征是確保質量的前提下的連續(xù)生產方法,包括連續(xù)生產聚乙烯醇薄膜基材和連續(xù)做出H型偏振膜,從而達到生產量大、價格便宜。
文檔編號G02B1/04GK1318755SQ00105669
公開日2001年10月24日 申請日期2000年4月17日 優(yōu)先權日2000年4月17日
發(fā)明者黃精忠, 徐秉玖, 吳佶寧 申請人:黃精忠