化学转化膜在光学薄膜生产中的研究与应用

高春梅，周 阳

（中国乐凯集团有限公司 河北 保定 071054）

1 引言

制备光学薄膜通常采用溶液流延法，溶液流延法包括棉胶液制备、流延、干燥、收卷等工序。薄膜流延成型后经导辊牵引向前，但在导辊牵引过程中，光学薄膜表面易出现粘轴印、横白印等表观弊病。

光学薄膜生产用导辊表面均附有化学转化膜，不同的化学转化膜对光学薄膜生产过程中的表观影响不同，配合不同导辊基础材质，并通过机械处理化学转化膜形成表粗糙度等级较高的表面，可实现提高光学薄膜表观质量的作用。

本文通过实例对不同光学转化膜表面的导辊搭配不同基础材质情况下，对光学薄膜生产表观质量的影响分析，以方便为后续相关问题的处理提供思路。

2 光学薄膜生产牵引导辊

2.1 光学薄膜生产流程简介

制备光学薄膜通常采用溶液流延法[1]，溶液流延法包括棉胶液制备、流延、拉伸、干燥、收卷等工序。薄膜流延成型后经导辊牵引向前，流延成型后液膜干燥不够彻底，在剥离后，其表面呈胶冻状态，所以在进行二次干燥前，需要对光学薄膜进行干燥定型，从而避免光学薄膜在二次干燥过程中由于薄膜表面强度不够而产生表观弊病经导辊牵引向前。但在薄膜经导辊牵引向前时，光学薄膜表面易出现粘轴印、横白印等表观弊病。光学薄膜生产流程示意图见图1。

图1 光学薄膜生产流程示意图

2.2 牵引导辊的选择

光学薄膜生产过程中由牵引导辊牵引向前，导辊基材可选择碳钢、不锈钢、铝及其合金，通常考虑生产线投资，牵引导辊基材一般选择碳钢、铝及其合金。

3 不同化学转化膜对光学薄膜生产的影响

3.1 化学转化膜概述

单层状态的金属（贵金属除外）包括其合金，在通常情况下会自发地与介质起反应形成化合物，化合物在金属表面堆积形成一种“膜”，金属就好像穿上了一件外衣，在金属表面形成附着力良好的隔离层，这层化学隔离层称为化学转化膜[2]。

几乎所有工业上应用的金属及镀层金属（如铁、锌、镉、铬、铝、铜、锡、镁、铝及其合金）均可形成化学转化膜。目前光学薄膜生产用导辊辊筒的基材一般选用碳钢、不锈钢、铝及铝合金，辊筒经过阳极氧化或镀层处理[3]，提高了导辊的耐腐蚀性、耐磨损性。

本文选择碳钢、铝及其合金的导辊基材，配合不同的化学转化膜进行研究。导辊选择不同化学转化膜，碳钢导辊表面镀铬，铝及合金表面阳极氧化、铝及合金表面镀铬，并经过机械处理形成不同表面粗糙度。经以上各种配合加工制作的导辊，用于光学薄膜生产[4]。选择最优组合方式，为适用于高质量薄膜生产提供依据。

3.2 不同化学转化膜在光学薄膜生产中的应用

3.2.1 不同导辊基材，相同化学转化膜在光学薄膜生产中的应用

选择碳钢、铝及其合金的导辊基材，配合电镀镀铬的化学转化膜处理。利用浸润法对以上两种电镀铬导辊测试表面张力，测试数据见表1。

表1 不同导辊基材表面张力测试结果

将以上两种导辊用于光学生产，发现均对光学薄膜表观产生影响，进行相同电镀镀铬处理表，不同导辊基材对光学薄膜生产的影响结果见表2。

表2 不同基材对光学薄膜生产的影响结果

3.2.2 相同导辊基材，不同化学转化膜在光学薄膜生产中的应用

选择铝及其合金的导辊基材，进行电镀镀铬和阳极氧化不同的表面处理，测试导辊表面张力见表3。

表3 不同化学转化膜处理导辊表面张力测试结果

3.2.3 相同化学转化膜，不同表面粗糙度的导辊在光学薄膜生产中的应用

选择动静平衡20 g、10 g的碳钢镀铬导辊，通过机械处理形成不同表面粗糙度，分别为Ra=0.4、0.1、0.05、0.03，将以上导辊用于光学薄膜生产，不同表面粗糙度对薄膜生产的影响结果见表4。

表4 不同表面粗糙度对薄膜生产的影响结果

发现Ra=0.4时，光学薄膜表观出现划伤等其他弊病，Ra≤0.1时，光学薄膜表观良好。

4 结语

对于光学薄膜生产，选用碳钢导辊基材配合表面镀铬，并通过机械处理形成表面粗糙度Ra≤0.1，可减少导辊牵引光学薄膜向前时造成的横白印等表观影响，为生产高质量光学薄膜提供了选择依据。