一種三醋酸纖維素酯薄膜的制備方法
【專利摘要】一種三醋酸纖維素酯薄膜的制備方法，它包括流延、干燥、收卷過程，其特征在于，在流延段與后干燥段之間的過渡段內設置液封裝置，液封裝置包括：液體儲槽、折型隔板和液封液體，折型隔板的一端固定于流延段的片縫之上，折型隔板的另一端侵入液封液體內部。本發(fā)明有效阻隔了流延段內的高濃度溶劑氣體向過渡段和后干燥室的擴散，制備的薄膜光學同向性、透光率以及表觀質量得到明顯改善，同時，溶劑的回收率明顯提高，降低了生產成本，減少了對環(huán)境的污染。
【專利說明】一種三醋酸纖維素酯薄膜的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于光學薄膜領域，特別涉及一種三醋酸纖維素酯薄膜的制備方法。
【背景技術】
[0002]三醋酸纖維素即平均醋化度為57.5%?62.5%的醋酸纖維素，其制成的三醋酸纖維素酯薄膜(TAC薄膜)具有優(yōu)異的光學各向同性，適合用作偏光片內保護膜或液晶顯示用彩色濾色片、防眩光膜、防反射膜、相位差膜等各類功能膜層。
[0003]TAC薄膜一般采用溶液流延方法制備，即將三醋酸纖維素酯、增塑劑、各類助劑等溶于溶劑中，形成高粘稠棉膠液，然后將高粘度棉膠液流延在帶狀或鼓形無端支持體上，經過干燥、收卷等一系列工序形成薄膜。與其它方法如熔融流延法、熔體擠出法相比，溶液流延法所獲得的膜的光學各向同性極好，且具有極佳的光學特性和物化性能，尤其適用于光學顯示的應用。
[0004]如圖1所示，在薄膜的制備過程中，高粘稠度的棉膠溶液，通過涂布頭流延到帶狀或鼓型無端支持體上形成厚度均一的液膜。在液膜最初的干燥階段，由于揮發(fā)性溶劑的蒸發(fā)而液膜趨向收縮，由此導致薄膜形成平面定位結構且產生內部應力。研究結果顯示，50微米的TAC薄膜，當流延階段干燥進行的非?？鞎r，其內部應力為450kg/cm2，而干燥比較緩慢時約為350 kg/cm2，經測試，內部應力小的薄膜獲得較好的光學同向性和透光率。近年，為滿足液晶顯示器薄型化、大尺寸的市場需求，圍繞“TAC薄膜光學同一性、透光率”等光學性能改善，對薄膜生產工藝做了進一步改進，在液膜初始干燥的流延階段，依靠提高干燥介質中溶劑濃度抑制液膜干燥速度，使之更加趨于緩和、平衡。改進后的工藝方法中，介質中的溶劑濃度數值可以控制在安全區(qū)間下線以內，也可以控制在溶劑安全區(qū)間上線以上，優(yōu)選溶劑安全區(qū)間上線以上的850?1000g/m3。然而由此也產生新的技術問題，流延段內較高濃度的溶劑氣體，通過流延段4的片縫13向處于下游的過渡段5以及后干燥段6等低濃度區(qū)進行擴散，對產品造成如下的不利影響:
1.流延段4內高濃度溶劑氣體擴散，使流延段內維持較高溶劑濃度變得困難，不利于工藝控制的穩(wěn)定，薄膜光學性能改善不明顯。
[0005]2.在薄膜后續(xù)的低濃度干燥段6，由于高濃度溶劑氣體的擴散導致溶劑的積累使溶劑濃度上升，降低了后續(xù)干燥的干燥效率，薄膜溶劑殘存量不達標。
[0006]3.高濃度溶劑氣體向低濃度區(qū)域擴散，不利于高濃度區(qū)域溶劑的回收，溶劑消耗偏高、對環(huán)境產生不利影響。
[0007]為解決這一問題，已有技術是通過調整薄膜出口、進口的設備片縫13的縫隙大小阻止溶劑擴散，其次是通過調整工藝參數使片縫13處的風壓達到平衡，阻止溶劑擴散。這些措施雖然有一定的效果，但還是不能徹底解決高濃度溶劑氣體的擴散問題，致使流延工藝控制不穩(wěn)定、薄膜性能改善受到限制。

【發(fā)明內容】
[0008]本發(fā)明針對現有技術存在的上述技術問題，提供一種三醋酸纖維素酯薄膜的制備方法。
[0009]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案:
一種三醋酸纖維素酯薄膜的制備方法，包括流延、干燥、收卷過程，改進后，在流延段與后干燥段之間的過渡段內設置液封裝置；所述液封裝置包括:液體儲槽、折型隔板和液封液體，折型隔板的一端固定于流延段的片縫之上，折型隔板的另一端侵入液封液體內部。
[0010]上述制備方法中，折型隔板的一端與片縫的距離Hl為IOcm?25cm，折型隔板的另一端浸入到儲槽液體內部的深度H2不小于5cm。
[0011]上述制備方法中，液體儲槽的底部長度A小于或等于過渡段的長度L。
[0012]上述制備方法中，在折型隔板與片縫相連接的一端設有人孔蓋，孔徑應不小于30cmo
[0013]上述制備方法中，在過渡段內設置有由兩個或多個導輥構成的切水裝置。
[0014]上述制備方法中，所述液封液體可以是水、丁醇或高沸點溶劑，優(yōu)選水。
[0015]與現有技術相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
通過設置液封裝置，能夠有效阻隔流延段內的高濃度溶劑氣體向過渡段和后干燥室的擴散，使流延段內的溶劑濃度維持在設定的數值范圍內，實現流延段工藝的穩(wěn)定控制，有效避免薄膜在后干燥段6由于溶劑積累導致的溶劑濃度上升，提高了后續(xù)干燥過程的干燥效率，能使薄膜溶劑殘存量得到嚴格控制；可以有效控制干燥速度，使干燥速度更加趨于緩和、平衡，獲得內部應力較小、光學同向性、透光率以及表觀質量得到綜合改善的薄膜產品；同時，降低了制備過程中溶劑的消耗量，利于高濃度區(qū)域溶劑的回收，降低了生產成本，減少了對環(huán)境的污染。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是現有薄膜制備過程示意圖；
圖2是本發(fā)明薄膜制備過程示意圖；
圖3是本發(fā)明液封裝置側視圖；
圖4是本發(fā)明切水裝置示意圖。
[0017]圖中個標號為:1擠壓嘴；2不銹鋼帶；3液膜；4流延段；5過渡段；6后干燥段；7液封裝置；8液體儲槽；9折型隔板；10液封液體；11切水裝置；12人孔蓋，；13片縫；L過渡段5長度；H1折型隔板9與片縫13連接點與片縫之間的距離；H2折型隔板9浸入液體10內深度；A液封裝置的底部長度。
【具體實施方式】
[0018]本發(fā)明中，成膜物質優(yōu)選具有較好的光學各向同性的材料。本發(fā)明中薄膜的材料為纖維素酯類，優(yōu)選使用?；w維素，更優(yōu)選的為醋酸纖維素，具體為三醋酸纖維素，特別是乙酰度為57.5%?62.5%的三醋酸纖維素酯。
[0019]本發(fā)明中，TAC薄膜的制備過程如下:
棉膠溶液(即三醋酸纖維素酯溶液)通過擠壓嘴1，在一定壓力下均勻鋪展到連續(xù)運轉的不銹鋼帶2上形成厚度均一的液膜3 ;液膜3在流延段4內經初步干燥，在達到20%?40%含濕量時被剝離鋼帶，通過片縫13由流延段4進入過渡段5及后續(xù)干燥段6陸續(xù)干燥。薄膜經過后續(xù)干燥除去殘存溶劑，經過切邊、平衡、壓花、收卷得到TAC薄膜。
[0020]在薄膜生產過程中要嚴控流延段4內溶劑的濃度，一般控制越高越好，但過高，干燥效率降低，生產效率下降，優(yōu)選控制在850 g/m3?1200g/m3 ;薄膜進入后干燥段6依靠空氣為干燥介質繼續(xù)干燥，薄膜溶劑殘存量要求在8%，為保證干燥效果，空氣中的溶劑濃度控制在20 g/m3以下,最好在10 g/m3以下。
[0021]通常情況下，在流延段4內的高濃度溶劑氣體通過片縫13向過渡段5、后干燥段6進行擴散，使后干燥段6濃度升高，產生的不利影響有:流延段4工藝條件不穩(wěn)定，薄膜綜合性能改善不明顯，薄膜溶劑殘存偏高，同時不利于溶劑的回收利用，造成溶劑損失、污染環(huán)境。
[0022]為有效的對流延段4內高濃度溶劑氣體進行阻隔，本發(fā)明采取在流延段4與后干燥段6之間的過渡段5內設置液封裝置7，液封裝置7包括:液體儲槽8、折型隔板9、液封液體10。折型隔板9的一端位于流延段4的片縫13之上，可以以焊接方式連接，連接點與片縫13之間的距離Hl優(yōu)選控制再10?25cm ;折型隔板9的另一端浸入液封液體10內部，浸入深度H2不小于5cm，由此實現有效阻隔流延段內的高濃度溶劑氣體向過渡段和后干燥室的擴散，實現流延段工藝的穩(wěn)定控制和對后干燥室干燥速度的有效控制，使干燥速度更加趨于緩和、平衡，獲得內部應力較小、光學同向性、透光率以及表觀質量得到綜合改善的薄膜產品。同時，降低了制備過程中溶劑的消耗量，利于高濃度區(qū)域溶劑的回收，降低了生產成本，減少了對環(huán)境的污染。
[0023]為及時去除薄膜表面夾帶的液封液體，本發(fā)明在在過渡段5內、液封裝置7的后面設置有由兩個或多個導輥構成的切水裝置11。
[0024]本發(fā)明中，為了方便操作，在折型隔板9與片縫13相連接的一端設有人孔蓋12，孔徑應不小于30cm。
[0025]本發(fā)明中，液封液體可以選自水、丁醇或某種高沸點溶劑，優(yōu)選水。為進一步增強薄膜的防靜電效果，液封液體中還可以添加甲醇、水溶性防靜電劑，如聚苯乙烯磺酸類、聚噻吩類。
[0026]本發(fā)明中的液封裝置材質可以使用任意金屬材質，可以使用不銹鋼，銅或鈦，優(yōu)選不銹鋼。
[0027]下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但并不限于此。
[0028]實施例1
本發(fā)明優(yōu)選三醋酸纖維酯為主要原料制備棉膠溶液(即:三醋酸纖維素酯溶液)，棉膠溶液(即:三醋酸纖維素酯溶液)經過精確計量后通過擠壓嘴1，在一定壓力下均勻鋪展到連續(xù)運轉的不銹鋼帶2上形成厚度均一的液膜3 ;液膜3在流延段4內經干燥介質初步干燥，在達到20%?40%含濕量時被剝離鋼帶，通過片縫13由流延段4進入過渡段5及后續(xù)干燥段6陸續(xù)干燥。薄膜經過后續(xù)干燥除去殘存溶劑，經過切邊、平衡、壓花、收卷得到TAC薄膜。
[0029]為有效的對流延段4內高濃度溶劑氣體進行阻隔，本發(fā)明采取在流延段4與后干燥段6之間的過渡段5內設置液封裝置7，液封裝置7包括:液體儲槽8、折型隔板9和液封液體10。液體儲槽8的底部長度A小于或等于過渡段5的長度L ;折型隔板9的一端位于流延段4的片縫13之上，折型隔板9的一端與流延段4壁板以焊接方式連接，Hl為10cm，折型隔板9的另一端浸入液體10內部,浸入深度H2為5cm ;液封液體10使用水。為及時去除薄膜表面挾帶的液封液體，在過渡段5內、液封裝置7的后面設置由兩個導輥組成的切水裝置11。穿片打開裝置人孔蓋12的孔徑為30cm。液封裝置采用不銹鋼；制備過程中流延段4內溶劑濃度設定在900 g/m3。
[0030]實施例2
薄膜生產過程同實施例1。
[0031]為有效的對流延段4內高濃度溶劑氣體進行阻隔，本發(fā)明采取在流延段4與后干燥段6之間的過渡段5內設置液封裝置7，液封裝置7包括:液體儲槽8、折型隔板9和液封液體10。液體儲槽8的底部長度A小于或等于過渡段5的長度L ;折型隔板9的一端位于流延段4的片縫13之上，折型隔板9的一端與流延段4壁板以焊接方式連接，Hl為20cm，折型隔板9的另一端浸入液體10內部,浸入深度H2為7cm ;液封液體10使用甲醇。為及時去除薄膜表面挾帶的液封液體，過渡段5內設置由四個導輥組成的切水裝置11。穿片打開裝置人孔蓋12的孔徑為35cm。液封裝置采用不銹鋼；制備過程中流延段4內溶劑濃度設定在1050 g/m3。
[0032]實施例3
薄膜生產過程同實施例1。
[0033]為有效的對流延段4內高濃度溶劑氣體進行阻隔，本發(fā)明采取在流延段4與后干燥段6之間的過渡段5內設置液封裝置7，液封裝置7包括:液體儲槽8、折型隔板9和液封液體10。液體儲槽8的底部長度A小于或等于過渡段5的長度L ;折型隔板9的一端位于流延段4的片縫13之上，折型隔板9的一端與流延段4壁板以焊接方式連接，Hl為10cm，折型隔板9的另一端浸入液體25內部，浸入深度H2為IOcm ;液封液體10使用聚苯乙烯磺酸鈉。為及時去除薄膜表面挾帶的液封液體，過渡段5內設置由六個導輥組成的切水裝置
11。穿片打開裝置人孔蓋12的孔徑為40cm。液封裝置采用不銹鋼；制備過程中流延段4內溶劑濃度設定在1200 g/m3。
[0034]對比例
薄膜生產過程同實施例1。但在過渡段內沒有設置液封裝置。
[0035]表1:性能數據表
【權利要求】
1.一種三醋酸纖維素酯薄膜的制備方法，包括流延、干燥、收卷過程，其特征在于，在流延段(4)與后干燥段(6)之間的過渡段(5)內設置液封裝置(7)，液封裝置包括:液體儲槽(8)、折型隔板(9)和液封液體(10)，折型隔板(9)的一端固定于流延段(4)的片縫(13)之上，折型隔板(9)的另一端侵入液封液體(10)內部。
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述折型隔板(9)一端與片縫(13)的距離Hl為IOcm?25cm，折型隔板(9)另一端浸入到儲槽液體(10)內部的深度H2不小于 5cm。
3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述液體儲槽(8)的底部長度A小于或等于過渡段(5)的長度L。
4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，在折型隔板(9)與片縫(13)相連接的一端設有人孔蓋(12)，人孔蓋(12)的孔徑應不小于30cm。
5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，在過渡段(5)內設置有由兩個或多個導輥構成的切水裝置(11)。
6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述液封液體(10)可以是水、丁醇或高沸點溶劑。
7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述液封液體(10)為水。
【文檔編號】B29L7/00GK103950136SQ201410117613
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年3月26日 優(yōu)先權日:2014年3月26日
【發(fā)明者】張少杰, 喬素琴, 張淑靜, 孫志英 申請人:中國樂凱集團有限公司