专利名称：H型偏振膜的连续生产方法
技术领域：
本发明涉及一种H型偏振膜的连续生产方法。
国内外对偏振膜的研究工作主要涉及如何提高偏振度和可见光透过率、如何使一条生产线的产量大、产品质量稳定、产品成本低等几个方面。当前，经碘溶液、硼酸液处理过的聚乙烯醇(以下简称PVA膜)制成的H型偏振膜应用领域越耒越广。无论在制造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。国内以往的工艺只能局限于手工式断续或局部连续生产、产品质量不太高的水平。本发明的特点是提供连续生产高质量的H型偏振膜的方法，以满足广阔的市场需求。
本发明生产方法分下列步骤一、生产PVA膜其中包括备料和成膜。将聚乙烯醇溶解后由成膜装置做成所需薄膜。
二、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自然的二向色性，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。本发明采用聚乙烯醇(17-99)为原料。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，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，换水三次，溶胀24小时以上，经试纸检验呈中性即PH=7的颜色，然后用洗衣机离心甩干绸布袋。
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，为使薄膜做得柔软一些，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溶液加入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号细菌漏斗真空抽滤)然后保温在80℃左右静置去泡，下一步进入成膜工艺。
下面通过解释
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的隔离纸；把容器(3)的PVA溶液通过上膜装置(2)的顺时针转动把溶液送给隔离纸，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，适当调节排风量，是促使膜干的重要因素，但风量大也会使膜层起皱。石英加热管(4)安装在烘道的适当处，根据烘道的长度设置，一般是每隔1.5-2米设一根石英加热管。排风机(5)应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风量阀门控制。为了使膜的载体行进时不走偏，应该在烘道内的托网边缘上设置适当的弹簧边挡，以保证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，应严格地安装载体卷辊与收膜机之间的平行度。做好的带隔离纸的已干的PVA膜应适时地倒到备用卷膜机(7)上，以保证成膜装置继续不停地工作，同时把从备用卷辊上取下的膜移交给下一道工艺。封闭箱(8)的长度一般为60米，越长越好，这里，最重要的是必须对空气净化。
成膜设备的要点是1，安装托网要保持水平；2，通风空气必须经过净化(1000-10000级)；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PVA膜载体张力可调；8，设备必须有足够长度；9，烘道为封闭式；10，为防止成膜过程中走偏，在安装成膜设备时，必须确保成膜载体与行进方向平行。成膜幅宽1000毫米，膜层厚度120微米，100微米，50微米，根据制成偏振膜的具体工艺和质量标指要求而定。
下面结合图2，详细解释制作偏振膜的方法从备用卷辊取来的带隔离纸的PVA膜放在载体卷辊(1)上面(有阻尼装置)，经过剥膜机(9)将PVA膜剥下并送进温度为20-50℃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。这里，膜的行进速度为0.3米/分左右，浸泡时间为5-6分钟(典型地为5.4分钟，当线速度为1米/分时，浸泡时间为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。硼酸液配方硼酸/碘化钾/氯化锌/蒸馏水=5∶3.7∶1∶83，再经过水清洗槽(14)(与12同)，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)根据包装要求切成为所需成品。一般，偏振膜的最终产品为幅宽500毫米，长度1000毫米，根据需要任意剪用。
装置16,17,18都有驱动装置，膜速保持1米/分。
权利要求
1，一种从聚乙烯醇原料(17-99)制成薄膜，然后制成偏振膜的方法，其特征在于(a)将聚乙烯醇原料经过必要处理连续做成薄膜；(b)将聚乙烯醇薄膜经过碘液、硼酸液浸泡处理，并拉伸成具有二向色性的偏振膜。
2，按权利1要求的连续做薄膜的方法，其成膜装置包括如下要求①，安装托网要保持水平；②，通风空气必须经过净化(1000-10000级)；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PVA膜载体张力可调；⑧，设备必须有足够长度；⑨，烘道为封闭式；⑩，为防止成膜过程中走偏，在安装成膜设备时，必须确保成膜载体与行进方向平行。成膜幅宽1000毫米，膜层厚度120微米，100微米，50微米，(根据制成偏振膜的具体工艺和质量标指要求而定)。
3，按权利1的要求制作偏振膜的方法必须连续经过如下工序从备用卷辊取来的带隔离纸的PVA膜放在载体卷辊(1)上面，经过剥膜机(2)将PVA膜剥下并送进温度为20-50℃水浸润槽(3)，在这里将PVA膜两侧表层浸润深度约为膜厚的1/3，为下一步进入浸碘溶液槽(4)作准备，温度为30℃。这里，膜的行进速度为0.3米/分，浸泡时间为5.4分钟，(当线速度为1米/分时，浸泡时间为2.3分，根据其需要设计槽宽)，然后经过水清洗槽(5)，温度50-60℃，加适量活性剂，再进入带扩幅辊的硼酸液槽(6)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。再经过水清洗槽(7)(与5同)，脱水机(8)脱水，烘干机(9)风干，叠合保护膜装置(10)(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(11)，然后用切割刀(12)根据包装要求切成为所需成品。装置(9),(10),(11)都有驱动装置。
4，按权利1的要求上述碘溶液和硼酸液的配方为碘溶液配方为碘/碘化钾/蒸馏水=1∶10∶100硼酸液配方，硼酸/碘化钾/氯化锌/蒸馏水=5∶3.7∶1∶83
5，按权利1的要求上述制作偏振膜的工艺中拉伸长度为4-6倍
6，按权利5的要求上述拉伸机中的扩幅辊应能起到防皱的作用，其包容角应在190-220度。
全文摘要
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。
文档编号G02B1/04GK1318755SQ00105669
公开日2001年10月24日 申请日期2000年4月17日 优先权日2000年4月17日
发明者黄精忠, 徐秉玖, 吴佶宁 申请人:黄精忠