专利名称：宽幅pva偏振光膜生产设备的制作方法
技术领域：
本实用新型属于膜技术领域，具体涉及一种宽幅PVA偏振光膜生产设备。
背景技术：
目前，市场上生产PVA偏振光膜的纵向拉伸生产装置及工艺很少。现有的工艺及 设备一般适用于窄幅PVA偏振光膜的生产，而宽幅PVA偏振光膜的生产设备和工艺还是空 白。随着大型液晶显示屏(50寸以上)的推广应用，市场上对宽幅PVA偏振光膜的需要越 来越迫切。
发明内容本实用新型的目的就是提供一种宽幅PVA偏振光膜的生产设备。 本实用新型包括制膜设备和后处理设备。 所述的制膜设备包括搅拌釜、储液罐、缓冲槽、调节电机、履带输送装置、烘箱、制 膜加热辊组、制膜定型辊组、制膜牵引装置。 搅拌釜的顶部设置有加料口 、下部设置有出料口 ，储液罐的顶部设置有进料口 、下 部设置有出液口，储液罐内由上到下依次设置有一级滤网和二级滤网，一级滤网和二级滤 网均水平布置，并且一级滤网的目数小于二级滤网的目数。搅拌釜的出料口连接有出料管 路，出料管路的出口与储液罐的进料口位置对应，出料管路上设置有一级输送泵。缓冲槽为 长条斗形，缓冲槽的顶部设置有进液口 ，缓冲槽的底部为斗形收口 ，缓冲槽斗形底部连接有 长条形的出液槽。调节轴穿过出液槽设置。调节轴以出液槽为中心两边攻有方向相反的螺 纹，调节电机的动力输出轴与调节轴连接。储液罐的出液口与缓冲槽的进液口通过出液管 路连通，出液管路上设置有二级输送泵。履带输送装置包括由不锈钢板通过铰链串联而成 的环形输送带以及驱动轮，输送带穿过烘箱设置。履带输送装置的一端与出液槽位置对应、 另一端与平行设置的2 4个制膜加热辊组中的第一个制膜加热辊组位置对应，最后一个 制膜加热辊组对应位置设置有制膜定型辊组，制膜定型辊组与制膜加热辊组平行。制膜定 型辊组后方设置有制膜牵引装置，牵引装置采用薄膜工业中常用的装置。 所述的后处理设备包括按顺序设置一级溶液槽、后处理加热辊组、二级溶液槽、后 处理定型辊组、后处理牵引装置和巻绕装置。 一级溶液槽与制膜牵引装置之间设置有第一 导辊。 —级溶液槽与一级补液槽连通，二级溶液槽与二级补液槽连通。 一级定位辊和二 级定位辊设置在一级溶液槽内，并处于同一水平面上，两个定位辊的转速相同。 一级拉伸辊 和二级拉伸辊设置在二级溶液槽内，并处于同一水平面上，二级拉伸辊转速为一级拉伸辊 转速的1 9倍。 一级溶液槽与二级溶液槽之间平行设置有四个后处理加热辊组和第二导 辊。二级溶液槽后方顺序设置有第三导辊、两个后处理定型辊组、后处理牵引装置和巻绕装 置。 制膜定型辊组、每个制膜加热辊组、每个后处理定型辊组以及每个后处理加热辊组的结构相同，具体是包括油介质加热辊和硅橡胶压紧辊，其中硅橡胶压紧辊的表面为耐热硅橡层，硅橡胶压紧辊两端连接气动压力调节装置；油介质加热辊为钢辊，钢辊内接近表面位置开用通油管路，热油循环机通过进油管路与油介质加热辊一个侧边内的通油管路连通、通过回油管路与油介质加热辊另一个侧边内的通油管路连通，进油管路上设置有热油循环泵。 —级拉伸辊和二级拉伸辊均是由一对辊子构成，该辊子采用钢棍，表面为耐热的硅橡胶层，加热方式采用油介质加热，油路与油介质加热辊相同。 本实用新型中的牵引装置和巻绕装置以及硅橡胶压紧辊两端连接的气动压力调节装置为常用机械设备。 本实用新型结构和工艺简单，特别是采用油介质加热，加热温度非常精确(正负0. 5t:左右)，薄膜的厚度易控制，易工业化生产，生产过成废品率底，能够生产超宽幅的PVA偏振光薄膜，为生产大型宽幅的液晶显示器创造条件。
图1为本实用新型的结构示意图；[0014] 图2为油介质加热示意图。
具体实施方式如图1所示，PVA偏振光膜的生产设备包括制膜设备和后处理设备。 制膜设备包括搅拌釜5、储液罐1、缓冲槽8、调节电机10、履带输送装置12、烘箱
13、制膜加热辊组、制膜定型辊组、制膜牵引装置18-1。 搅拌釜5的顶部设置有加料口、下部设置有出料口，储液罐1的顶部设置有进料口、下部设置有出液口，储液罐1内由上到下依次设置有一级滤网2-1和二级滤网2-2， 一级滤网2-1和二级滤网2-2均水平布置，并且一级滤网的目数小于二级滤网的目数。搅拌釜5的出料口连接有出料管路4，出料管路4的出口与储液罐1的进料口位置对应，出料管路4上设置有一级输送泵3。缓冲槽8为长条斗形，缓冲槽8的顶部设置有进液口 ，缓冲槽8的底部为斗形收口，缓冲槽斗形底部连接有长条形的出液槽9，出液槽9的长度就是制备成膜的宽度。调节轴11穿过出液槽9设置。调节轴ll以出液槽9为中心两边攻有方向相反的螺纹，调节电机10的动力输出轴与调节轴11连接。储液罐1的出液口与缓冲槽8的进液口通过出液管路7连通，出液管路7上设置有二级输送泵6。履带输送装置12包括由不锈钢板通过铰链串联而成的环形输送带以及驱动轮，输送带穿过烘箱13设置。履带输送装置12的一端与出液槽9位置对应、另一端与平行设置的三个制膜加热辊组中的第一个制膜加热辊组位置对应，最后一个制膜加热辊组对应位置设置有制膜定型辊组，制膜定型辊组与制膜加热辊组平行。制膜定型辊组后方设置有制膜牵引装置18-l，牵引装置采用薄膜工业中常用的装置。 后处理设备包括按顺序设置一级溶液槽21、后处理加热辊组、二级溶液槽28、后处理定型辊组、后处理牵引装置18-2和巻绕装置32。 一级溶液槽21与制膜牵引装置18-1之间设置有第一导辊19。 —级溶液槽21与一级补液槽20连通，二级溶液槽28与二级补液槽26连通。一级定位辊22-1和二级定位辊22-2设置在一级溶液槽21内，并处于同一水平面上，两个定 位辊的转速相同。 一级拉伸辊27-1和二级拉伸辊27-2设置在二级溶液槽28内，并处于同 一水平面上，二级拉伸辊27-2转速为一级拉伸辊27-1转速的1 9倍。 一级溶液槽21与 二级溶液槽28之间平行设置有四个后处理加热辊组和第二导辊25。 二级溶液槽28后方顺 序设置有第三导辊29、两个后处理定型辊组、后处理牵引装置18-2和巻绕装置32。 制膜定型辊组、每个制膜加热辊组、每个后处理定型辊组以及每个后处理加热辊 组的结构相同，具体是包括油介质加热辊14-1、14-2、14-3、17-1、23-1、23-2、23-3、23-4、 31-1、31-2和硅橡胶压紧辊15-1、15-2、15-3、16-1、24-1、24-2、24-3、24-4、30-1、30-2，硅 橡胶压紧辊的表面为耐热硅橡层，硅橡胶压紧辊两端连接气动压力调节装置；油介质加热 辊为钢辊，钢辊内接近表面位置开用通油管路33，热油循环机35通过进油管路37与油介质 加热辊一个侧边内的通油管路33连通、通过回油管路34与油介质加热辊另一个侧边内的 通油管路33连通，进油管路37上设置有热油循环泵36 (如图2)。 —级拉伸辊27-1和二级拉伸辊27-2均是由一对辊子构成，该辊子采用钢棍，表面 为耐热的硅橡胶层，加热方式采用油介质加热(加热的油路与油介质加热辊相同)。 利用该设备生产宽幅PVA偏振光膜的过程如下 首先将增塑剂、稳定剂、改性剂、表面活性剂及去离子水和聚乙烯醇(PVA)按一定 的比例在一定的温度下，放入反应釜中充分搅拌，混合均匀，制成粘状液体，PVA温度控制在 70°C 9(TC之间。把备制好的粘状液体放通过一级输送泵送入储液罐中，通过一级滤网和 二级滤网的两道过滤，将没有溶解的PVA大分子颗粒滤除，使粘状液体均匀，防止生产出透 明度，强度，厚度等不均匀的次品PVA薄膜。液体在储液罐中，通过控温系统调控溶液温度 的高低来调节粘状液体的溶解度大小。 再经过二级输送泵将粘状液体均输送到缓冲槽，由缓冲槽底部的出液槽流出到履 带输送装置的不锈钢输送带上，输送带通过齿轮驱动和折返，并自动张紧。根据PVA的粘 度，履带转速的速度来调节流延缝间隙的大小，从而控制出产品PVA薄膜所要达到的厚度 等要求。调节流延缝间隙就是调节出液槽的宽度，具体是利用调节电机带动调节轴转动，当 调节轴正转时，调节轴将出液槽收縮(即流延缝间隙减小)，当调节轴反转时，调节轴将出 液槽扩张(即流延缝间隙增大)。 履带输送装置将流出的PVA流延膜送入烘箱加热，根据PVA树脂原料的及水溶性 PVA粘度不同，控制烘箱的温度范围相应改变，一般温度都控制在80摄氏度到150摄氏度 之间。烘箱出来后，含有少量水分的PVA流延膜传送到油介质加热辊上，其中最先接触到的 这三个油介质加热辊是用来加热含有少量水分的PVA流延膜的，温度一般控制在80摄氏度 到120摄氏度之间。硅橡胶压紧辊连同两端设置的气动装置，跟油介质加热辊一起不仅压 紧PVA薄膜，而且传送PVA薄膜。油介质加热辊和硅橡胶压紧辊之间的压力是可以调控的， 硅橡胶压紧辊两端的压力使相等的，如果压力不等，造成PVA流延薄膜跑偏及薄膜薄厚不 均等现象，通过气动装置调控它们之间的压力来控制PVA薄膜的厚度，硅橡胶压紧辊两端 设置的气动装置采用常规技术。油介质加热辊温度的大小是由热油循环机控制的，热油循 环机、进油管路、通过回油管路、热油循环泵以及油介质加热辊构成了热油循环机组。加热 去除水分后的PVA薄膜经过热定型、牵引送至后处理设备。 常温下，一级溶液槽中装有1(1和12饱和溶液，1(1与12的重量比为2 8 : l，将
5PVA薄膜在常温的KI和12饱和溶液中侵渍20 60秒，，I2和KI就完全吸附在PVA薄膜的
分子链上，一级补液槽用于调节和补充一级溶液槽内的KI和12饱和溶液。 一级定位辊和
二级定位辊浸在KI和I2饱和溶液中，转速在1. 5m/min左右，两个定位导辊的中心间距在
500 1500mm之间，保证PVA薄膜在KI和I2饱和溶液中侵渍20 60秒。 将吸附了 I2和KI的PVA薄膜的通过四个后处理加热辊组对PVA薄膜的两面进行
两次加热，第一次加热温度为45 55t:，第二次加热温度为55 65°C。 经过两次加热后的PVA薄膜通过导辊送入温度为55 65°C的硼酸饱和溶液中，
PVA薄膜在硼酸饱和溶液中拉伸1 9倍。在拉伸的过程中热处理可以提高偏振膜的耐湿
热性能及热定型，拉伸时拉伸辊、硼酸溶液、PVA薄膜保持恒定的温度。拉伸机的温度、拉伸
前后辊的转速都直接影响到能否把PVA分子链拉直，形成光栅，有偏振光效果。 PVA薄膜由硼酸饱和溶液中出来后，通过两个后处理定型辊组分别对PVA薄膜的
两面进行热定型，热定型温度为65 75°C。经过热定型，固定高分子链避免回弹，影响PVA
薄膜的偏振光性及光栅。 热定型后的PVA薄膜经过牵引、巻绕成筒，成为成品PVA偏振光膜。生产出的PVA 偏振光膜经过牵引装置和巻绕装置而成形，微调牵引速度来控制PVA偏振光膜的壁厚。巻 绕装置由变频控制系统控制，通过调整电机转速保持与牵引速度相匹配。用张力辊调节巻 绕张力，使每巻PVA偏振光膜内外紧张力一致。
权利要求宽幅PVA偏振光膜生产设备，包括制膜设备和后处理设备，其特征在于所述的制膜设备包括搅拌釜、储液罐、缓冲槽、调节电机、履带输送装置、烘箱、制膜加热辊组、制膜定型辊组、制膜牵引装置；所述的搅拌釜的顶部设置有加料口、下部设置有出料口，所述的储液罐的顶部设置有进料口、下部设置有出液口，所述的储液罐内由上到下依次设置有一级滤网和二级滤网，一级滤网和二级滤网均水平布置，并且一级滤网的目数小于二级滤网的目数；所述的搅拌釜的出料口连接有出料管路，出料管路的出口与储液罐的进料口位置对应，出料管路上设置有一级输送泵；所述的缓冲槽为长条斗形，缓冲槽的顶部设置有进液口，缓冲槽的底部为斗形收口，缓冲槽斗形底部连接有长条形的出液槽；调节轴穿过出液槽设置；调节轴以出液槽为中心两边攻有方向相反的螺纹，所述的调节电机的动力输出轴与调节轴连接；所述的储液罐的出液口与缓冲槽的进液口通过出液管路连通，出液管路上设置有二级输送泵；所述的履带输送装置包括由不锈钢板通过铰链串联而成的环形输送带以及驱动轮，输送带穿过烘箱设置；履带输送装置的一端与出液槽位置对应、另一端与平行设置的2～4个制膜加热辊组中的第一个制膜加热辊组位置对应，最后一个制膜加热辊组对应位置设置有制膜定型辊组，制膜定型辊组与制膜加热辊组平行；制膜定型辊组后方设置有制膜牵引装置；所述的后处理设备包括按顺序设置一级溶液槽、后处理加热辊组、二级溶液槽、后处理定型辊组、后处理牵引装置和卷绕装置；一级溶液槽与制膜牵引装置之间设置有第一导辊；所述的一级溶液槽与一级补液槽连通，所述的二级溶液槽与二级补液槽连通；一级定位辊和二级定位辊设置在一级溶液槽内，并处于同一水平面上，两个定位辊的转速相同；一级拉伸辊和二级拉伸辊设置在二级溶液槽内，并处于同一水平面上，二级拉伸辊转速为一级拉伸辊转速的1～9倍；一级溶液槽与二级溶液槽之间平行设置有四个后处理加热辊组和第二导辊；二级溶液槽后方顺序设置有第三导辊、两个后处理定型辊组、后处理牵引装置和卷绕装置；所述的制膜定型辊组、每个制膜加热辊组、每个后处理定型辊组以及每个后处理加热辊组的结构相同，具体是包括油介质加热辊和硅橡胶压紧辊，其中硅橡胶压紧辊的表面为耐热硅橡层，硅橡胶压紧辊两端连接气动压力调节装置；油介质加热辊为钢辊，钢辊内接近表面位置开用通油管路，热油循环机通过进油管路与油介质加热辊一个侧边内的通油管路连通、通过回油管路与油介质加热辊另一个侧边内的通油管路连通，进油管路上设置有热油循环泵；所述的一级拉伸辊和二级拉伸辊均是由一对辊子构成，该辊子采用钢棍，表面为耐热的硅橡胶层，加热方式采用油介质加热，油路与油介质加热辊相同。
专利摘要本实用新型涉及宽幅PVA偏振光膜生产设备。现有设备不能生产宽幅PVA偏振光膜。本实用新型包括制膜设备和后处理设备。制膜设备包括通过管路串联的搅拌釜、储液罐和缓冲槽。履带输送装置的不锈钢输送带穿过烘箱设置，后方设置有制膜加热辊组和制膜定型辊组以及制膜牵引装置和卷绕装置。后处理设备包括按顺序设置一级溶液槽、后处理加热辊组、二级溶液槽、后处理定型辊组、后处理牵引装置和卷绕装置。两个定位辊设置在一级溶液槽内，两个拉伸辊设置在二级溶液槽内。本实用新型中的加热辊组、定型辊组以及拉伸辊均采用油介质加热。本实用新型结构简单，加热温度非常精确，薄膜的厚度易控制，可实现工业化生产，能够生产宽幅的PVA偏振光薄膜。
文档编号B29C71/00GK201514494SQ20092019741
公开日2010年6月23日 申请日期2009年9月28日 优先权日2009年9月28日
发明者周盛华, 徐德英, 梁多平, 胡更生, 董淑英, 赵松章, 项秀阳 申请人:杭州电子科技大学