Page 111 - 《橡塑技术与装备》2022年12期

测试与分析 熊建·挤出工艺参数控制柱镜光栅片材光栅弯斜的研究

图 4 柱镜光栅片材生产工艺流程
1.4 试验方案
（I) 标准光栅，（II) 左斜光栅，（III) 右斜光栅，（IV) 括号光栅，（V)
波型光栅） 表 1 为正交试验因素水平表，采用三水平三因
图 2 几种常见光栅弯斜示意图 素正交试验法。试验方案中各因素的水平由查阅相关
文献和预先的试验确定。柱镜光栅片材的挤出宽度为
布鲁克纳塑料片材挤出生产线，德国 ；柱镜光栅
710 mm，长度为 510 mm（光栅方向），厚度为 0.60
片材光栅弯斜检测工具，普拉斯公司自制。
mm，线数为 75 线（1" 宽度的光栅条数量）。光栅结
1.2 测试方法
构冷却定型辊（中辊）的直径为 500 mm，取连续三
由于柱镜光栅片材光栅都比较细（小于 0.5 mm），
张片材作试样（中辊一个表面周期），测其光栅聚焦线
光栅弯斜幅度也很小，想通过肉眼或高倍放大镜等仪
的弯斜情况作为柱镜光栅片材光栅弯斜的表征。试验
器来区分光栅弯斜基本不可能，所以需要借助检测工
结果见表 2。
具对光栅弯斜情况进行客观反应。光栅弯斜检测是基
表 1 正交试验的因素水平
于光栅宽度设计制作的阵列黑线条，柱镜光栅片材覆
因素
实验
盖到光栅条检测工具上会形成放大的阵列聚焦线，这 次数 T A （加工温度）/℃ T B （中辊温度）/℃ T C （运行速度）/
m/min
样就可以通过观察阵列聚焦线的弯斜情况来评判光栅 水平 1 280 40 14
条的弯斜情况。其检测方法原理见图 3。 水平 2 270 30 12
水平 3 260 20 10

2 结果与讨论
2.1 判断方法
这里需要引入一个光栅弯斜度的概念，光栅弯斜
度是光栅弯斜聚焦线和光栅片材长度方向（光栅方向）
的夹角，由于光栅长度选取的都是固定值（510 mm），
故光栅弯斜度可以用光栅弯斜聚焦线与光栅片材长度
方向偏移最大距离 a 和偏移最小距离 b 之差绝对值来
判定，即光栅弯斜度 = ｜ a-b ｜，其示意见图 5。

图 3 柱镜光栅片材光栅弯斜检测方法原理
1.3 工艺流程
PET 塑料片材的挤出生产工艺流程因原料、设备
等因素的不同而有所差别，但基本工艺是相同的。柱
镜光栅片材的挤出生产只是将三辊压光的中压光冷却
辊改为光栅结构成型冷却辊，其他工艺和 PET 塑料片
材一致。柱镜光栅片材采用的是瞬间冷却固化成型，
图 5 光栅弯斜度示意图
然后再慢慢冷却到室温，这个过程材料还在收缩，材
2.2 最佳生产工艺条件的选取
料收缩会影响到成像效果。为了最大限度的减小材料
由表 2 可以看出，因素 C 的极差最大、因素 B 的
收缩对光栅材料的影响，需要对冷却固化成型过程进
极差次之，即运行速度（冷却时间）、中辊温度对光栅
行更加精确的控制，进而控制好柱镜光栅片材光栅的
弯斜的影响都较大，其水平要认真考虑选取。因素 A
弯斜。其工艺流程见图 4。
的极差最小，其水平选取可相对灵活一些。因素 C 以

2022 第 48 卷 ·55·
年