一种三醋酸纤维素酯薄膜的制造方法

摘要

一种三醋酸纤维素酯薄膜的制造方法，按以下工序制备：三醋酸纤维素酯薄膜废片的存储、高温处理、棉胶混合物溶解及流延成膜，本发明在三醋酸纤维素酯中加入三醋酸纤维素酯薄膜废片，三醋酸纤维素酯薄膜废片的存储温度为‑5‑25℃，相对湿度RH为5％‑40％，三醋酸纤维素酯薄膜废片的pH值为5.0‑7.0。本发明通过降低废片存储过程中醋酸的产生，以及在加入废片前对其进行高温处理并控制废片的加入比例，使得在制备三醋酸纤维素酯薄膜的过程中既保证三醋酸纤维素酯薄膜的产品质量，同时又能保证钢带安全。

权利要求

1.一种三醋酸纤维素酯薄膜的制造方法，包括以下工序：三醋酸纤维素酯薄膜废片的存储、高温处理、棉胶混合物溶解及流延成膜，其特征在于，在三醋酸纤维素酯中加入三醋酸纤维素酯薄膜废片，三醋酸纤维素酯薄膜废片的存储温度为-5-25℃，相对湿度RH为5%-

40%，三醋酸纤维素酯薄膜废片的pH值为6.0-6.5；

所述高温处理的温度为120-130℃，时间为1-2h，高温处理后三醋酸纤维素酯废片中醋酸的含量为0.001-0.100μmol/g；

所述三醋酸纤维素酯废片占三醋酸纤维素酯总加入量的质量比为5%-40%。

2.根据权利要求1所述三醋酸纤维素酯薄膜的制造方法，其特征在于，所述棉胶溶解工序还需要加入主溶剂、助溶剂与增塑剂，所述主溶剂为丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷中的一种或几种，所述助溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇或乙酸乙酯中的一种或几种。

3.根据权利要求2所述三醋酸纤维素酯薄膜的制造方法，其特征在于，三醋酸纤维素酯薄膜废片的存储温度为5-15℃，相对湿度10%-20%。

4.根据权利要求3所述三醋酸纤维素酯薄膜的制造方法，其特征在于，高温处理后三醋酸纤维素酯废片中醋酸的含量为0.001-0.010μmol/g。

5.根据权利要求4所述三醋酸纤维素酯薄膜的制造方法，其特征在于，所述三醋酸纤维素酯废片占三醋酸纤维素酯总加入量的质量比为5%-30%。

6.根据权利要求5所述三醋酸纤维素酯薄膜的制造方法，其特征在于，所述主溶剂及助溶剂中氯离子的含量为0.000-0.100μmol/g。

说明书

一种三醋酸纤维素酯薄膜的制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种三醋酸纤维素酯薄膜的制造方法。

背景技术

[0002] 近年来随着电子显示行业的不断普及发展，液晶显示作为显示装置的主流技术，越来越受到人们的关注。偏光片作为制造液晶显示器的必备器件，市场需求规模巨大。三醋酸纤维素酯薄膜因其具有的优异物理、光学特性，被广泛应用于偏光片的支持体和保护膜。

[0003] 目前世界上主流的三醋酸纤维素酯薄膜制备方法为溶剂流延法。以三醋酸纤维素酯为原材料，将其在混合溶剂中充分溶解后制得棉胶溶液。制备好的棉胶溶液在不锈钢钢带上流延，形成一定厚度的液膜。液膜经干燥、剥离、切边、压花、收卷，最终得到三醋酸纤维素酯薄膜。如果制备的棉胶溶液中含有微量的酸，则会使棉胶溶液的pH值降低，从而腐蚀钢带，影响产品的生产。

[0004] 作为解决该问题的方法，日本专利4175992号公报和日本专利2003-260303号公报公开了通过控制流延过程中回收溶剂氢离子的指数的方法，使棉胶的pH值达到理想标准。中国专利CN102250369A纤维素酰化物膜的制造方法公开了通过控制增塑剂(具有重复单元的酯结构的化合物)中酸的含量，来解决钢带腐蚀的问题，同时减少三醋酸纤维素酯薄膜产品中的异物。

[0005] 但是，采取上述方法，并不能很好的解决钢带腐蚀的问题，这是因为三醋酸纤维素酯薄膜作为一种显示器用光学膜，市场对其品质要求极高。正常三醋酸纤维素酯薄膜生产过程中必要的切边工序也会产生大量废片。企业为节约成本，都会将生产过程中产生的废片进行再利用。而三醋酸纤维素酯薄膜废片的存储过程中因为存储时间及存储环境等影响，会发生水解及断链降解反应产生醋酸，醋酸的产生会对三醋酸纤维素酯薄膜的分解产生自催化作用，从而加速分解。而废片再利用时，废片分解后产生的醋酸会使棉胶溶液pH值降低，从而腐蚀钢带，断链降解后三醋酸纤维素酯会影响再次成膜后产品的相关性能。所以废片的储存方式、添加前处理及加入量会影响三醋酸纤维素酯薄膜的产品质量及钢带的安全。

发明内容

[0006] 本发明要解决的技术问题是针对上述已有技术缺陷，提供一种三醋酸纤维素酯薄膜的制备方法，所述方法能够降低废片存储过程中醋酸的产生，而废片经过特殊处理工序，能够在保证三醋酸纤维素酯薄膜产品质量以及钢带安全的前提下对其进行最大限度的利用。

[0007] 为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

[0008] 一种三醋酸纤维素酯薄膜的制造方法，按以下工序操作：三醋酸纤维素酯薄膜废片的存储、高温处理、棉胶溶液的溶解及流延成膜，在棉胶溶液中加入三醋酸纤维素酯薄膜废片，三醋酸纤维素酯薄膜废片的存储温度为-5-25℃，相对湿度RH为5％-40％，三醋酸纤维素酯薄膜废片的pH值为5.0-7.0。

[0009] 上述三醋酸纤维素酯薄膜的制造方法，所述高温处理的温度为120-130℃，时间为1-2h，高温处理后三醋酸纤维素酯废片中醋酸的含量为0.001-0.100μmol/g。

[0010] 上述三醋酸纤维素酯薄膜的制造方法，所述三醋酸纤维素酯废片占棉胶溶液总加入量的质量比为5％-40％，优选为5％-30％，进一步优选为10％-20％。

[0011] 上述三醋酸纤维素酯薄膜的制造方法，所述棉胶溶液溶解工序还需要加入主溶剂、助溶剂与增塑剂，所述主溶剂为丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷中的一种或几种，所述助溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇或乙酸乙酯中的一种或几种。

[0012] 上述三醋酸纤维素酯薄膜的制造方法，所述三醋酸纤维素酯薄膜废片的存储温度为0-15℃，相对湿度为5％-30％，三醋酸纤维素酯薄膜废片的pH值为5.5-7.0。

[0013] 上述三醋酸纤维素酯薄膜的制造方法，所述三醋酸纤维素酯薄膜废片的存储温度优选为5-15℃，相对湿度10％-20％，三醋酸纤维素酯薄膜废片的pH值为6.0-6.5。

[0014] 上述三醋酸纤维素酯薄膜的制造方法，所述高温处理后三醋酸纤维素酯废片中醋酸的含量为0.001-0.010μmol/g，优选0.003-0.005μmol/g。

[0015] 上述三醋酸纤维素酯薄膜的制造方法，所述主溶剂及助溶剂中氯离子的含量为0.000-0.100μmol/g，优选为0.000-0.010μmol/g，进一步优选为0.001-0.005μmol/g。

[0016] 本发明的有益技术效果是：

[0017] 本发明通过降低废片存储过程中醋酸的产生，以及在加入废片前对其进行高温处理并控制废片的加入比例，使得在制备三醋酸纤维素酯薄膜的过程中既保证三醋酸纤维素酯薄膜的产品质量，同时保证钢带安全。附图说明：

[0018] 图1为本发明的制造工序流程图。

[0019] 图中各标号分别表示为：1、废片干燥装置，2、原料三醋酸纤维素酯颗粒存储装置，3、混料及在线添加装置，4、搅拌罐，5、泵，6、过滤装置，7、流延装置，8、干燥区，9、收卷机。
具体实施方式：

[0020] 本发明所称三醋酸纤维素酯膜通过下述方法制备：

[0021] 1、三醋酸纤维素酯薄膜废片的存储

[0022] 三醋酸纤维素酯薄膜废片极易因为存储不当而发生水解和断链降解反应，从而造成三醋酸纤维素酯取代度及聚合度降低。

[0023]

[0024] 这不仅会影响成品三醋酸纤维素酯薄膜的机械性能，产生的小分子醋酸也会对钢带产生不利影响。所以三醋酸纤维素酯薄膜废片的存储环境为低温低湿，其中储存温度优选为-5-25℃，进一步优选于0-15℃，最优选于5-15℃。相对湿度RH优选为5％-40％，进一步优选于5％-30％，最优选于10％-20％。

[0025] 2、三醋酸纤维素酯薄膜废片的检测及高温处理

[0026] 三醋酸纤维素酯薄膜废片的存储时间由废片的pH值决定。三醋酸纤维素酯薄膜废片在使用前利用酸度气敏试纸对其进行检测，废片的pH值不宜过低，pH值优选为5.0-7.0，进一步优选于5.5-7.0，最优选于6.0-6.5。三醋酸纤维素酯薄膜废片在加入前对其进行高温处理，使其分解产生的醋酸挥发。高温处理的温度优选于120-130℃，高温处理的时间优选于1-2h。高温处理后三醋酸纤维素酯废片中醋酸的含量优选为0.001-0.100μmol/g，进一步优选于0.001-0.010μmol/g，最优选于0.003-0.005μmol/g。

[0027] 3、棉胶溶液的溶解配方主要为：

[0028] 三醋酸纤维素酯颗粒、三醋酸纤维素酯废片、主溶剂、助溶剂、增塑剂等。

[0029] 所述三醋酸纤维素酯为将三醋酸纤维素酯颗粒、三醋酸纤维素酯废片按一定比例进行混合。三醋酸纤维素酯废片因水解及断链降解反应，造成三醋酸纤维素酯的取代度降低、聚合度下降，从而导致成膜后产品机械性能降低。因此三醋酸纤维素酯废片占三醋酸纤维素酯总加入量的质量比优选为5％-40％，进一步优选于5％-30％，最优选于10％-20％。将上述三醋酸纤维素酯加入含有主溶剂、助溶剂及增塑剂的混合溶液中充分溶解，制成均一的棉胶溶液。

[0030] 主溶剂为丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷中的一种或几种。

[0031] 助溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、乙酸乙酯中的一种或几种。

[0032] 因为溶剂中氯离子含量超标时，氯离子会与游离的氢离子形成盐酸，从而腐蚀钢带，因此混合溶剂中氯离子的含量优选为0.000-0.100μmol/g，进一步优选于0.000-0.010μmol/g，最优选于0.001-0.005μmol/g。

[0033] 增塑剂为磷酸三苯酯、磷酸-2-联苯基二苯基酯、磷酸三(二甲苯酚)酯、间苯二酚四苯基二磷酸中的一种或几种。

[0034] 最终生成的三醋酸纤维素酯薄膜的机械性能满足断裂强度大于80MPa，断裂伸长率大于10％。

[0035] 4、三醋酸纤维素薄膜的流延成型

[0036] 棉胶溶液经过脱泡处理，经流延嘴流延在连续运转的不锈钢带上，形成厚度均一的液膜，液膜经干燥、剥离、切边、压花、收卷，得到三醋酸纤维素酯薄膜。

[0037] 5、三醋酸纤维素薄膜制备：参见图1，将存放的三醋酸纤维素酯废片加入到废片干燥装置1中进行高温处理，使废片分解产生的醋酸挥发。处理完成后，将处理后的三醋酸纤维素酯废片与存储在原料三醋酸纤维素酯颗粒存储装置2中的三醋酸纤维素酯颗粒按配方要求在混料及在线添加装置3中进行混合，混合好的三醋酸纤维素酯进入含有主溶剂、助溶剂及增塑剂的混合溶液的搅拌罐4中进行溶解。溶解完全的棉胶溶液经泵5及过滤装置6流延到连续运转的流延装置7上，形成厚度均一的液膜，液膜经干燥区8的进行干燥后，经切边、压花工艺处理，在收卷机9上收卷，得到本发明提供的三醋酸纤维素酯薄膜。

[0038] 下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明并不限于此。

[0039] 实施例1

[0040]

[0041] 将三醋酸纤维素酯废片置于-5℃，RH＝5％的环境下储存6个月，三醋酸纤维素酯薄膜废片在使用前利用酸度气敏试纸对其进行检测，废片的pH值5.0。三醋酸纤维素酯薄膜废片在120℃下高温处理1h，使废片分解产生的醋酸挥发。最终三醋酸纤维素酯废片中醋酸的含量为0.010μmol/g(如表1所示)。将处理后的三醋酸纤维素酯废片与正常三醋酸纤维素酯颗粒搭配使用。三醋酸纤维素酯废片占三醋酸纤维素酯总加入量的质量比为5％。将棉胶混合物加入含有主溶剂、助溶剂及增塑剂的混合溶液中充分溶解，制成均一的棉胶溶液，其中溶剂中氯离子的含量为0.000μmol/g。棉胶溶液经过多次过滤及脱泡处理后，经流延嘴流延在连续运转的不锈钢带上，形成厚度均一的液膜，液膜经干燥、剥离、切边、压花、收卷，得到本发明提供的三醋酸纤维素酯薄膜。三醋酸纤维素酯薄膜性能测试及钢带安全性见表2。

[0042] 实施例2

[0043]

[0044]

[0045] 将三醋酸纤维素酯废片置于0℃，RH＝10％的环境下储存5个月，三醋酸纤维素酯薄膜废片在使用前利用酸度气敏试纸对其进行检测，废片的pH值＝5.5。三醋酸纤维素酯薄膜废片在120℃下高温处理2h，使片基分解产生的醋酸挥发。最终三醋酸纤维素酯废片中醋酸的含量为0.001μmol/g(如表1所示)。将处理后的三醋酸纤维素酯废片与正常三醋酸纤维素酯颗粒搭配使用。三醋酸纤维素酯废片占三醋酸纤维素酯总加入量的质量比为10％。将棉胶混合物加入含有主溶剂、助溶剂及增塑剂的混合溶液中充分溶解，制成均一的棉胶溶液，其中溶剂中氯离子的含量为0.001μmol/g。棉胶溶液经过多次过滤及脱泡处理后，经流延嘴流延在连续运转的不锈钢带上，形成厚度均一的液膜，液膜经干燥、剥离、切边、压花、收卷，得到本发明提供的三醋酸纤维素酯薄膜。三醋酸纤维素酯薄膜性能测试及钢带安全性见表2。

[0046] 实施例3

[0047]

[0048] 将三醋酸纤维素酯废片置于5℃，RH＝20％的环境下储存2个月，三醋酸纤维素酯薄膜废片在使用前利用酸度气敏试纸对其进行检测，废片的pH值＝6.0。三醋酸纤维素酯薄膜废片在125℃下高温处理2h，使片基分解产生的醋酸挥发。最终三醋酸纤维素酯废片中醋酸的含量为0.003μmol/g(如表1所示)。将处理后的三醋酸纤维素酯废片与正常三醋酸纤维素酯颗粒搭配使用。三醋酸纤维素酯废片占三醋酸纤维素酯总加入量的质量比为20％。将棉胶混合物加入含有主溶剂、助溶剂及增塑剂的混合溶液中充分溶解，制成均一的棉胶溶液，其中溶剂中氯离子的质量比为0.005μmol/g。棉胶溶液经过多次过滤及脱泡处理后，经流延嘴流延在连续运转的不锈钢带上，形成厚度均一的液膜，液膜经干燥、剥离、切边、压花、收卷，得到本发明提供的三醋酸纤维素酯薄膜。三醋酸纤维素酯薄膜性能测试及钢带安全性见表2。

[0049] 实施例4

[0050]

[0051] 将三醋酸纤维素酯废片置于15℃，RH＝30％的环境下储存3个月，三醋酸纤维素酯薄膜废片在使用前利用酸度气敏试纸对其进行检测，废片的pH值＝6.5。三醋酸纤维素酯薄膜废片在130℃下高温处理2h，使片基分解产生的醋酸挥发。最终三醋酸纤维素酯废片中醋酸的含量为0.005μmol/g(如表1所示)。将处理后的三醋酸纤维素酯废片与正常三醋酸纤维素酯颗粒搭配使用。三醋酸纤维素酯废片占三醋酸纤维素酯总加入量的质量比为30％。将棉胶混合物加入含有主溶剂、助溶剂及增塑剂的混合溶液中充分溶解，制成均一的棉胶溶液，其中溶剂中氯离子的含量为0.010μmol/g。棉胶溶液经过多次过滤及脱泡处理后，经流延嘴流延在连续运转的不锈钢带上，形成厚度均一的液膜，液膜经干燥、剥离、切边、压花、收卷，得到本发明提供的三醋酸纤维素酯薄膜。三醋酸纤维素酯薄膜性能测试及钢带安全性见表2。

[0052] 实施例5

[0053]

[0054] 将三醋酸纤维素酯废片置于25度，RH＝40％的环境下储存3个月，三醋酸纤维素酯薄膜废片在使用前利用酸度气敏试纸对其进行检测，废片的pH值＝7.0。三醋酸纤维素酯薄膜废片在130℃下高温处理2h，使片基分解产生的醋酸挥发。最终三醋酸纤维素酯废片中醋酸的含量为0.100μmol/g(如表1所示)。将处理后的三醋酸纤维素酯废片与正常三醋酸纤维素酯颗粒搭配使用。三醋酸纤维素酯废片占三醋酸纤维素酯总加入量的质量比为40％。将棉胶混合物加入含有主溶剂、助溶剂及增塑剂的混合溶液中充分溶解，制成均一的棉胶溶液，其中溶剂中氯离子的含量为0.100μmol/g。棉胶溶液经过多次过滤及脱泡处理后，经流延嘴流延在连续运转的不锈钢带上，形成厚度均一的液膜，液膜经干燥、剥离、切边、压花、收卷，得到本发明提供的三醋酸纤维素酯薄膜。三醋酸纤维素酯薄膜性能测试及钢带安全性见表2。

[0055] 对比例1

[0056]

[0057] 将三醋酸纤维素酯废片置于-6℃，RH＝15％的环境下储存3个月，三醋酸纤维素酯薄膜废片在使用前利用酸度气敏试纸对其进行检测，废片的pH值＝6.0。三醋酸纤维素酯薄膜废片在130℃下高温处理2h，使废片分解产生的醋酸挥发。最终三醋酸纤维素酯废片中醋酸的含量为0.001μmol/g(如表1所示)。将三醋酸纤维素酯废片与正常三醋酸纤维素酯颗粒搭配使用。三醋酸纤维素酯废片占三醋酸纤维素酯总加入量的质量比为15％。将棉胶混合物加入含有主溶剂、助溶剂及增塑剂的混合溶液中充分溶解，制成均一的棉胶溶液，其中溶剂中氯离子的含量为0.150μmol/g。棉胶溶液经过多次过滤及脱泡处理后，经流延嘴流延在连续运转的不锈钢带上，形成厚度均一的液膜，液膜经干燥、剥离、切边、压花、收卷，得到本发明提供的三醋酸纤维素酯薄膜。三醋酸纤维素酯薄膜性能测试及钢带安全性见表2。

[0058] 对比例2

[0059]

[0060] 将三醋酸纤维素酯废片置于10℃，RH＝3％的环境下储存3个月，三醋酸纤维素酯薄膜废片在使用前利用酸度气敏试纸对其进行检测，废片的pH值＝4.5。三醋酸纤维素酯薄膜废片不进行高温处理。三醋酸纤维素酯废片中醋酸的含量为0.200μmol/g(如表1所示)。将三醋酸纤维素酯废片与正常三醋酸纤维素酯颗粒搭配使用。三醋酸纤维素酯废片占三醋酸纤维素酯总加入量的质量比为50％。将棉胶混合物加入含有主溶剂、助溶剂及增塑剂的混合溶液中充分溶解，制成均一的棉胶溶液，其中溶剂中氯离子的含量为0.200μmol/g。棉胶溶液经过多次过滤及脱泡处理后，经流延嘴流延在连续运转的不锈钢带上，形成厚度均一的液膜，液膜经干燥、剥离、切边、压花、收卷，得到本发明提供的三醋酸纤维素酯薄膜。三醋酸纤维素酯薄膜性能测试及钢带安全性见表2。

[0061] 对比例3

[0062]

[0063] 将三醋酸纤维素酯废片置于30℃，RH＝50％的环境下储存6个月，三醋酸纤维素酯薄膜废片在使用前利用酸度气敏试纸对其进行检测，废片的pH值＝7.0。三醋酸纤维素酯薄膜废片不进行高温处理。三醋酸纤维素酯废片中醋酸的含量为0.250μmol/g(如表1所示)。将三醋酸纤维素酯废片与正常三醋酸纤维素酯颗粒搭配使用。三醋酸纤维素酯废片占三醋酸纤维素酯总加入量的质量比为60％。将棉胶混合物加入含有主溶剂、助溶剂及增塑剂的混合溶液中充分溶解，制成均一的棉胶溶液，其中溶剂中氯离子的含量为0.300μmol/g。棉胶溶液经过多次过滤及脱泡处理后，经流延嘴流延在连续运转的不锈钢带上，形成厚度均一的液膜，液膜经干燥、剥离、切边、压花、收卷，得到本发明所述三醋酸纤维素酯薄膜。

[0064] 三醋酸纤维素酯薄膜性能测试及钢带安全性见表2。

[0065] 表1废片保存环境及保存效果

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[0067] 表2棉胶质量及薄膜性能对比

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