***tM':i| llfflfl Twórcywynalazku: Tadeusz Diem, Wojciech Fabianowski, Andrzej Kuzia, Andrzej Rybalko, Boguslaw Zdanowski, Leszek Makaruk, Zofia Iwanska Uprawniony z patentu: Politechnika Warszawska, Warszawa, Centralny Osrodek Badawczo-Rozwojowy Opakowan, Warszawa (Polska) Sposób wytwarzania folii polaryzujacej swiatlo widzialne Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania folii polaryzujacej przechodzace swiatlo w zakresie widzialnym, która wykorzystuje sie w aparatach optycznych oraz wyswietlaczach znaków optycznych. Folie polaryzujace sa to polaryzatory siatkowe zbudowane z matrycy polimerowej i ulozonego w niej szeregu równoleglych wiazek zbudowanych z czastek zwiazku dichroicznego.Gdy na folie polaryzacyjna pada niepolaryzowane swiatlo, skladowa wektora elektrycznego drga¬ jaca równolegle do kierunku ulozenia wiazek zbudowanych ze zwiazku dichroicznego zostaje pochlonieta, a skladowa wektora elektycznego drgajaca prostopadle do kierunku ulozenia tych wiazek zostaje przepuszczona. W rezultacie po przejsciu przez folie polaryzacyjna otrzymane swiatlo jest spolaryzowane liniowo.Znanych jest wiele sposobów wytwarzania folii polaryzujacych swiatlo widzialne, które sa opisane w amerykanskich opisach patentowych nr 3 058 393, 3 265 777 oraz 3 531 351. Przewaznie folia termoplastyczna wytwarzana jest przez wylanie na przyklad na podloze metalowe roztworu wodnego substancji polimerycznej, zwykle poli/alkoholu winylowego/, z dodatkiem jodu jako srodka dichroicznego lub z dodatkiem substancji organicznej zawierajacej zasadowy zwiazek azotu. W celu wzmocnienia folii i poprawienia jej wlasnosci optycznych moze byc ona poddawana nastepnie procesowi sieciowania lub laminowania czyli polaczenia z inna folia, na ogól równiez z poli/alkoholu winylowego/, po czym razem z nia zostaje jednoosiowo rozciagana po dostarczeniu odpowiedniej ilosci ciepla. Nastepnie powierzchnia folii zostaje zanurzona w metanolu lub wod¬ nym roztworze zasady, oplukana i ponownie zanurzona w roztworze zawierajacym zwiazek dichroiczny. Jako zwiazek dichroiczny stosuje sie roztwór jodu w jodku potasu lub barwniki dichroiczne, zwykle z grupy barwników bezposrednich do bawelny. Nastepnie po wysuszeniu folia zostaje laminowana z foliami zabezpieczajacymi, zwykle z octanomaslanu celulozy lub trójoctanu celulozy, tworzac gotowa folie polaryzujaca swiatlo widzialne.2 145 151 Istotna wada tego sposobu jest koniecznosc prowadzenia szeregu operacji, w których folia z poli/alkoholu winylowego/ kontaktuje sie z roztworami wodnymi. W roztworach wodnych naste¬ puje pecznienie polimeru, czemu towarzyszy obnizenie wytrzymalosci mechanicznej, relaksacja naprezen i zanik struktury uporzadkowanej zorientowanej folii lub w nastepstwie ma miejsce nierównomierne kurczenie sie folii w procesie suszenia. Speczniona folia moze sie marszczyc i zmieniac swe wymiary liniowe podczas przeciagania przez szereg rolek, a pod wplywem kropel wyniesionych z roztworów wodnych moga powstawac zacieki i plamy, prowadzac do powstawania folii polaryzacyjnej o szerokim rozrzucie wartosci wlasnosci optycznych. Takzeorientowanie folii w podwyzszonych temperaturach jest operacja jednostkowa wymagajaca duzej precyzji, która utrudnia caly proces wytwarzania folii polaryzujacej swiatlo widzialne. Wad i niedogodnosci znanych rozwiazan pozbawiony jest sposób wytwarzania folii polaryzujacej swiatlo widzialne wedlug wynalazku.Sposób wedlug wynalazku charakteryzuje sie tym, ze w procesie polegajacym na poddaniu folii z poli/alkoholu winylowego/ dzialaniu zwiazku dichroicznego stanowiacego roztwór wodny barwnika organicznego lub roztwór J2 w jodku potasowym, rozciaganiu jednoosiowemu oraz zlaminowaniu z folia zabezpieczajaca z estrów celulozy roztwór wodny poli/alkoholu winylo¬ wego/ zawierajacy 5-10% wagowych sorbitolu oraz 0-5% wagowychjodku potasowego wylewa sie na folie nosna z polimerów termoplastycznych z nalozona uprzednio preparacyjna warstwa poliu¬ retanowa. Takotrzymany laminat poddaje sie specznianiu przez zanurzenie w wodnym roztworze zawierajacym 0,5-4% wagowych zwiazku dichroicznego, po czym odrywa sie folie nosna i poddaje jednoosiowemu rozciaganiu w temperaturze pokojowej i nastepnie w stanie naprezonym laminuje sie z folia zabezpieczajaca. Korzystnie jest stosowac do speczniania roztwór wodny zawierajacy 0,1-1,0g J/dm3, 5-70g KJ/dm3 oraz 0-10g H3B03/dm3.W drugim wariancie sposobu wedlug wynalazku na folie nosna z polimerów termoplasty¬ cznych z nalozona uprzednio preparacyjna warstwa poliuretanowa wylewa sie wodny roztwór poli/alkoholu winylowego/ zawierajacy 5-10% wagowych sorbitolu, 0-5% jodku potasowego oraz 0,5-4% wagowych zwiazku dichroicznego. Uzyskany laminat specznia sie przez zanurzenie w roztworze wodnym zawierajacym 0-4% wagowych zwiazku dichroicznego i po oderwaniu folii nosnej poddaje sie jednoosiowemu rozciaganiu w temperaturze pokojowej, a nastepnie w stanie naprezonym laminuje z folia zabezpieczajaca. Równiez w tym wariancie sposobu wedlug wyna¬ lazku otrzymuje sie folie o korzystnych wlasciwosciach stosujac do speczniania roztwór wodny zawierajacy 0,l-l,0g J2/dm3, 5-70g KJ/dm3 oraz 0-10g H3B03/dm .Dzieki zastosowaniu w obu wariantach sposobu wedlug wynalazku dodatku sorbitolu do wylewanego roztworu pli/alkoholu winylowego/, wylanie tego roztworu na folie nosna z polime¬ rów termoplastycznych z naniesiona preparacyjna warstwa poliuretanowa i w przeciwienstwie do znanych rozwiazan najpierw specznianiu i dopiero po oderwaniu folii nosnej poddaniu operacji rozciagania uzyskuje sie folie o dobrych wlasnosciach polaryzacyjnych. Sposób wedlug wynalazku w obu jego odmianach pozwala na prowadzenie procesu wytwarzania folii polaryzujacej swiatlo widzialne z pominieciem skomplikowanego i niekorzystnego etapu orientowania folii w podwyz¬ szonych temperaturach, dzieki zastosowaniu wstepnego speczniania folii oraz sorbitolu ulatwiaja¬ cego orientacje. Nie wymaga równiez dwukrotnego kompleksowania zwiazkiem dichroicznym, co jest konieczne w znanych rozwiazaniach. Dodatkowa zaleta sposobu wedlug wynalazku jest jednostronne kompleksowanie folii, co eliminuje wady powierzchniowe wynikajace z odwzorowa¬ nia podloza, na które folia ta jest wylewana.Przedmiot wynalazku jest blizej objasniony w przykladach wykonania, nie ograniczajacych jednak zakresu jego stosowania.Przyklad I. Roztwór wodny zawierajacy na 100 czesci wagowych roztworu 8,5 czesci wagowych poli/alkoholu winylowego/ o stopniu hydrolizy 98-99% oraz 0,64 czesci wagowych sorbitolu jako srodka plastyfikujacego wylano na folie nosna wykonana z poli/tereftalanu glikolu etylenowego/, zwana dalej folia poliestrowa. W celu zapewnienia przyczepnosci folii z poli/alko¬ holu winylowego/ do nosnej folii poliestrowej, na te ostatnia zostala nalozona preparacyjna warstwa podkladowa poliuretanowa. Otrzymany laminat folia poliestrowa — folia z poli/alkoholu winylowego/ zostal zanurzony w temperaturze pokojowej na 5 minut 45 sekund w roztworze wodnym zawierajacym 0,32 g J2/dm3, 20 g KJ/dm3 i 10 g H3B03/dm3. W ten sposób folia z145 151 3 poli/alkoholu winylowego/ zostala poddana jednoczesnemu kompleksowaniu przez zwiazek dichroiczny — czasteczki jodu oraz speczanianiu przez wode. Dzieki sztywnej, niepeczniejacej nosnej folii poliestrowej folia z poli/alkoholu winylowego/ nie zmienila swoich wymiarów, a slady wody (krople) zostaly dokladnie usuniete przez nadmuch strumienia powietrza. Po uplywie 4 minut nosna folie poliestrowa oderwano, a folia z poli/alkoholu winylowego/ bedac wciaz w stanie specznionym zostala poddana jednoosiowemu rozciaganiu w temperaturze pokojowej w celu utworzenia uporzadkowanej, zorientowanej struktury.Folia z poli/alkoholu winylowego/ zostala rozciagnieta o 190%. Bezposrednio po rozciagnieciu pozostajac w stanie naprezonym folia z poli/alkoholu winylowego/ zostala za pomoca kleju poliuretanowego zlaminowana z folia zabez¬ pieczajaca z trójoctanu celulozy. Folie polaryzujaca swiatlo widzialne suszono przez 10 minut strumieniem powietrza o temperaturze 60°. Otrzymano folie o transmisji mierzonej dla swiatla zielonego 38%, a dla dwóch folii polaryzacyjnych skrzyzowanych wartosc transmisji nie przekraczala 0,1%.Przyklad II. Folie z poli/alkoholu winylowego/ zlaminowana z folia poliestrowa wytwo¬ rzono w sposób opisany w przykladzie I. Otrzymany laminat zanurzono na 2 minuty w roztworze zawierajacym 0,62 g Ja/dm3, 45 g KJ/dm3 i 10 g HaBOa/dm3 w temperaturze 34,5°C. Nastepnie postepujac w sposób opisany w przykladzie I otrzymano po rozciagnieciu folii z poli/alkoholu winylowego/ o 200% folie polaryzujaca swiatlo widzialne o transmisji mierzonej dla swiatla zielonego dla folii pojedynczej i dwóch folii skrzyzowanych odpowiednio 43% i 1,3%.Przyklad III. Roztwór wodny zawierajacy na 100 czesci wagowych roztworu 8,5 czesci wagowych poli/alkoholu winylowego/ o stopniu hydrolizy 98-99%, 0,4 czesci wagowych sorbitolu jako srodka plastyfikujacego oraz 0,08 czesci wagowych jodku potasowego wylano na folie nosna poliestrowa w sposób opisany w przykladzie I. Otrzymany laminat zanurzono na 5 minut 45 sekund w roztworze zawierajacym 0,27 g J2/dm3, 20 g KJ/dm3,10 g HaBOa/dm3 w temperaturze pokojowej. Nastepnie postepujac w sposób opisany w przykladzie I otrzymano po rozciagnieciu folii z poli/alkoholu winylowego/ o 190% folie polaryzujaca swiatlo widzialne o transmisji mierzo¬ nej dla swiatla zielonego dla folii pojedynczej i dla dwóch folii skrzyzowanych odpowiednio 38% i 0,4%.Przyklad IV. Roztwór wodny zawierajacy na 100 czesci wagowych roztworu 6 czesci wagowych poli/alkohou winylowego/ o stopniu hydrolizy 98-99%, 0,3 czesci wagowych gliceryny, 0,12 czesci wagowych H3BO3,0,7 czesci wagowych barwnika zieleni bezposredniej wylano na folie nosna poliestrowa w sposób opisany w przykladzie I. Otrzymany laminat po zanurzeniu w wodzie na 5 minut podano jednoosiowemu rozciaganiu. Otrzymano zielona folie polaryzujaca swiatlo widzialne o transmisji mierzonej dla dlugosci swiatla 635 nm dla dolii pojedynczej i dwóch folii skrzyzowanych odpowiednio 55% i 18%.Przyklad V. Roztwórwodny poli/alkoholu winylowego/ zawierajacy 8,5 czesci wagowych polialkoholu na 100 czesci wagowych roztworu, 0,64 czesci wagowych sorbitolu oraz 0,06 czesci wagowych blekitu helionowego wylano na folie z dwuosiowo orientowanego politereftalanu glikolu etylenowego o grubosci 112//m z preparacyjna warstwa poliuretanowa w sposób jak w przykladzie I. Otrzymany laminat zanurzono w roztworze zawierajacym 0,27 g J2/dm3, 22 g KJ/dm3 oraz 19 g HaBOa/dm3 w tempoeraturze pokojowej. Nastepnie po odwarstwieniu folii poliuretanowej rozciagnieto ja o 200%. Transmisjafolii mierzona dla swiatla widzialnego dla folii skrzyzowanych 38%, a dla dwóch folii wynosila 0,8%.Przyklad VI. Roztwór wodny zawierajacy 9 czesci wagowych poli/alkoholu winylowego/, 0,6 czesci wagowych czerwieni Kongo oraz 0,64 czesci wagowe sorbitolu na 100 czesci wagowych roztworu wodnego wylano na folie z polipropylenu izotaktycznego nieorientowanego z naniesiona poliuretanowa warstwa preparacyjna. Otrzymany laminat zanurzono na 2 minuty w roztworze zawierajacym 0,62 g J2/dm3,42 g KJ/dm3 oraz 10 g HaBoa/m3 w temperaturze pokojowej o 190%.Uzyskano folie polaryzujaca swiatlo widzialne o transmisji mierzonej dla swiatla zielonego dla folii skrzyzowanych wynoszacej 45%, a dla folii podwójnej 1,5%.4 145 151 Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania folii polaryzujacej swiatlo widzialne, w którym folie z poli/alkoholu winylowego/ otrzymana metoda wylewania poddje sie dzialaniu zwiazku dichroicznego stanowia¬ cego roztwór wodny barwnika organicznego lub roztworów J2 w jodku potasowym, jednoosio¬ wemu rozciaganiu lub zlaminowaniu z folia nosna z etrów celulozy, znamienny tym, ze na folie nosna z polimerów termoplastycznych naklada sie preparacyjna warstwe poliuretanowa, po czym wylewa sie na nia roztwór wodny poli/alkoholu winylowego/ zawierajacy 5-10% wagowych sorbitolu oraz 0-5% wagowych jodku potasowego, nastepnie otrzymany laminat specznia sie przez zanurzenie w wodnym roztworze zawierajacym 0,5-4% wagowych zwiazku dichroicznego i po oderwaniu folii nosnej poddaje sie jednoosiowemu rozciaganiu w temperaturze pokojowej, po czym w stanie naprezonym laminuje sie z folia zabezpieczajaca. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do speczniania stosuje sie roztwór wodny zawierajacy 0,l-l,0g J2/dm3, 5-70g KJ/dm3 oraz 0-10g H3B03/dm3. 3. Sposób wytwarzania folii polaryzujacej swiatlo widzialne, w którym folie z poli/alkoholu winylowego/ otrzymana metoda wylewania poddaje sie dzialaniu zwiazku dichroicznego stano¬ wiacego roztwór wodny barwnika organicznego lub roztwór J2 w jodku potasowym, jednoosio¬ wemu rozciaganiu oraz zlaminowaniu z folia zabezpieczajaca z estrów celulozy, znamienny tym, ze na folie nosna z polimerów termoplastycznych naklada sie preparacyjna warstwe poliuretanowa, po czym wylewa sie na nia wodny roztwór poli/alkoholu winylowego/ zawierajacy 5-10% wago¬ wych sorbitolu, 0-5% wagowych jodku potasowego oraz 0,5-4% wagowych zwiazku dichroi¬ cznego, nastepnie otrzymany laminat specznia sie przez zanurzenie w roztworze wodnym zawiera¬ jacym 0-4% wagowych zwiazku dichroicznego i po oderwania folii nosnej poddaje sie jedno¬ osiowemu rozciaganiu w temperaturze pokojowej, po czym w stanie naprezonym laminuje sie z folia zabezpieczajaca. 4. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze do speczniania stosuje sie roztwór wodny zawierajacy 0,1-1,0g J2/dm3, 5-70g KJ/dm3 oraz lOg H3B03/dm3.Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz.Cena 400 zl PL