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CN117736527A - 聚乙烯醇膜及由其制得的光学膜 - Google Patents

聚乙烯醇膜及由其制得的光学膜 Download PDF

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CN117736527A
CN117736527A CN202211182696.5A CN202211182696A CN117736527A CN 117736527 A CN117736527 A CN 117736527A CN 202211182696 A CN202211182696 A CN 202211182696A CN 117736527 A CN117736527 A CN 117736527A
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CN
China
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film
alcohol film
resin
degree
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Application number
CN202211182696.5A
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Inventor
温珊妮
陈家颖
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Chang Chun Petrochemical Co Ltd
Original Assignee
Chang Chun Petrochemical Co Ltd
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Abstract

本发明是关于一种聚乙烯醇膜及由其制得的光学薄膜，该聚乙烯醇膜包含碱化度大于95％的聚乙烯醇树脂，其中，该聚乙烯醇膜在25℃及震荡扫频在角频率10rad/s时，所测得的复数黏度(η*)为400至1500Pa.s。本发明的聚乙烯醇膜，其膜面缺陷情形获得改善因而具有优异的膜面性质。

Description

聚乙烯醇膜及由其制得的光学膜
技术领域
本发明是关于一种聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，PVA)制品，特别是一种聚乙烯醇膜以及由其制得的光学膜，但并不以此为限。
背景技术
聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，PVA)膜是一种由含聚乙烯醇高分子以及可塑剂的水溶液所涂布、烘干而得的亲水性材料，其具有高透明度、机械强度、水溶性、可加工性佳等性能，已广泛用于包装材料或电子产品的各式光学膜，例如：偏光膜。
聚乙烯醇膜经偏光制程加工而得的偏光膜具有只允许特定方向光线通过的特性，且得以藉此控制通过光线的明暗度；基于此特性，偏光膜应用于各式显示器、眼镜以及穿戴式装置。所谓偏光制程(制造过程)大致上包括膨润、拉伸及染色等步骤；具体而言，会将聚乙烯醇膜置于溶液中进行前述步骤，令染料分子扩散进入到聚乙烯醇膜中的分子之间进行规则性的排列，使偏光膜能吸收平行于其排列方向的光分量，并使垂直方向的光分量通过，而产生偏光特性。
为提供良好的光学性质及效果，理想的偏光膜应具有颜色均匀、膜面缺陷少及色相效果好等特性。其中针对膜面缺陷相关特性而言，先前技术如中国台湾专利公告第TWI557164号所揭示，是通过调整聚乙烯醇膜的表面粗糙度，以改善后续制成光学膜的膜面缺陷情形；另有先前技术如中国台湾专利公告第TWI639636号所揭示，则是通过调整制备过程中金属支撑体表面的龟裂数量，以减低所得聚乙烯醇膜薄膜的表面凹陷的缺陷，且以该膜作为偏光薄膜制造用的薄膜料卷使用时，可得到收率良好、制造缺陷少及满足所要求质量等级的偏光膜。
发明内容
有别于上述先前技术是通过调整聚乙烯醇膜的表面粗糙度或制备过程中金属支撑体表面的龟裂数量，进而改善膜面缺陷的技术内容，本案发明人发现，藉由调控聚乙烯醇膜的复数黏度在一特定数值范围内，得以改善其成品膜面缺陷的状况，进一步令后续制成的光学膜具有良好的光学表现。除此之外，本案发明人更发现，当调控聚乙烯醇膜在特定温度下的重量膨润度大于一下限值时，由其所制得的光学膜具有优异的色相均匀性。
具体而言，本发明一方面提供一种聚乙烯醇膜，该聚乙烯醇膜包含碱化度为95％或以上的聚乙烯醇树脂，其中，该聚乙烯醇膜在25℃及震荡扫频在角频率10rad/s时，所测得的复数黏度(η*)为400至1500Pa·s。
在一及多个实施例中，该聚乙烯醇膜在30℃水中浸泡20分钟，其重量膨润度大于37％；且该聚乙烯醇膜在55℃水中浸泡3分钟，其重量膨润度大于60％。
在一及多个实施例中，该聚乙烯醇树脂的碱化度为99.95％或以上。
在一及多个实施例中，该复数黏度(η*)为410至1100Pa.s。
在一及多个实施例中，该聚乙烯醇树脂的聚合度为1300至5200。
在一及多个实施例中，该聚乙烯醇树脂的聚合度为2000至3000。
在一及多个实施例中，该聚乙烯醇膜的厚度为30至75μm。
本发明另一方面提供一种光学膜，其是由上述聚乙烯醇膜所制得。
在一及多个实施例中，该光学膜是一偏光膜。
在一及多个实施例中，该光学膜进一步包含贴合于该光学膜的至少一面的一保护层。
基于本发明的技术内容所获得的聚乙烯醇膜，其膜面缺陷明显改善；本发明的聚乙烯醇膜可适用于多种用途，特别适用于光学膜如偏光膜；且进一步地，以该聚乙烯醇膜所制备的光学膜具备良好的色相均匀性。
具体实施方式
为了使本发明的叙述更加详尽与完备，下文针对了本发明的实施态样与具体实施例提出了说明性的描述，但这并非实施或运用本发明具体实施例的唯一形式。在本说明书及后附的申请专利范围中，除非上下文另外载明，否则“一”及“该”亦可解释为复数。此外，在本说明书及后附的申请专利范围中，除非另外载明，否则“设置于某物之上”可视为直接或间接以贴附或其他形式与某物的表面接触，该表面的界定应视说明书内容的前后/段落语意以及本说明所属领域的通常知识予以判断。
虽然用以界定本发明的数值范围与参数皆是约略的数值，此处已尽可能精确地呈现具体实施例中的相关数值。然而，任何数值本质上不可避免地含有因个别测试方法所致的标准偏差。在此处，“约”一词代表实际数值落在平均值的可接受标准误差之内，是本发明所属领域中具有通常知识者的考量而定。
聚乙烯醇膜
本发明一方面提供一种聚乙烯醇膜，该聚乙烯醇膜包含碱化度大于95％的聚乙烯醇树脂，其中，该聚乙烯醇膜在25℃及震荡扫频在角频率10rad/s时，所测得的复数黏度(η*)为400至1500Pa.s。
如本文所用，用语“黏度”是基于流变学(Rheology)对于材料组成分子间黏性的度量标准。本文所述的“复数黏度(η*)”是为复数模量(G*)及角频率(ω)的比值，用以量化材料在一特定震荡频率下抵抗形变的能力；可以使用流变仪以微幅震荡测定法，在特定的角频率(ω)震荡扫频测得材料的复数模量(G*)，而获得复数黏度；所得到的复数黏度越大，代表材料抵抗形变的能力越好。而上述“复数模量(G*)”的值为剪切损耗模量(loss modulus,G”)与剪切储存模量(storage modulus,G')的平方并开根号，亦即√(G'2+G”2)。
本文中所述的“膜面缺陷”包含聚乙烯醇膜膜面的损伤(如：擦伤、线条)，以及外观上的皱褶。据推测，聚乙烯醇膜的复数黏度与其膜面缺陷有关，进而影响由聚乙烯醇膜所制成的光学膜的光学表现；换言之，当聚乙烯醇膜的复数黏度参数在一适当范围内，其膜面缺陷的状况得以改善。具体而言，所述复数黏度参数具有一下限值及一上限值。不为特定理论所限制的情况下，当复数黏度参数大于该上限值时，聚乙烯醇膜在制程中易于与制造设备产生不可逆的接触摩擦，并在后续造成较为严重的膜面擦伤与线条等损伤；而当复数黏度参数低于一下限值，则可能令聚乙烯醇膜经放置后于表面产生皱摺及不平整的情形，进而影响后续成品的良率。
所以，为了能改善聚乙烯膜的膜面缺陷情形，需控制其复数黏度在一定范围内；具体而言，本发明的聚乙烯醇膜在25℃及震荡扫频在角频率10rad/s时，所测得的复数黏度为400～1500Pa.s，例如：400～500、500～600、600～700、700～800、800～900、900～1000、1000～1100、1100～1200、1200～1300、1300～1400、1400～1500Pa·s，特别是400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000、1050、1100、1150、1200、1250、1300、1350、1400、1450或1500Pa·s，较佳地是410～1100Pa·s，特别是410、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000、1050、1100Pa.s。进一步地，不为特定理论所限制的情况下，复数黏度参数与聚乙烯膜制备过程中浇铸阶段、热辊阶段以及烘箱阶段的聚乙烯醇膜含水率有关；除此之外，复数黏度参数亦与聚乙烯膜的添加剂添加量有关。
本文所述的“碱化度”，是指依据JIS K 6726(1994)标准测试方法所得到的测定值。在一及多个实施例中，该聚乙烯醇系树脂的碱化度为大于95％，以获得较佳的光学特性，例如：大于95％、大于96％、大于97％、大于98％或大于99％；若聚乙烯醇系树脂的碱化度大于95％，则可增强该树脂的强度，使该树脂于后续偏光膜制程(制造过程)中经染色、固定处理时不易溶解，从而易于获得偏光性能较高的偏光膜。进一步地，该聚乙烯醇系树脂的碱化度为大于等于99.00％，例如：大于等于99.00％、大于等于99.15％、大于等于99.25％、大于等于99.35％、大于等于99.45％、大于等于99.55％、大于等于99.65％、大于等于99.75％、大于等于99.85％、大于等于99.95％；在本发明中例如为大于99.85％。
根据一些实施例，本发明的聚乙烯醇膜在30℃水中浸泡20分钟，其重量膨润度大于37％；且该聚乙烯醇膜在55℃水中浸泡3分钟，其重量膨润度大于60％。
本文所述的“重量膨润度(％)”是指裁切为特定大小的聚乙烯醇膜在特定温度(例如但不限于：30℃及55℃)下以摊平状态浸泡于水中一段时间(例如但不限于20分钟)之后，以无尘纸去除膜面水分后测得膜重(W1)，并进一步将该膜经干燥(例如但不限于120℃)后所测得的膜重(W2)，其重量变化百分比((W1-W2)/W1*100)。据推测，所述重量膨润度的数值范围与聚乙烯醇膜制成光学膜的色相均匀度有关；制程中，会将聚乙烯醇膜分别在30℃的水中膨润及染色，并且会在55℃的酸液(如硼酸溶液)中拉伸；基于此，在不为特定理论所限制的情况下，浸泡于30℃及55℃的水中后所测得的重量膨润度可分别用以表示聚乙烯醇膜的高分子链交缠松开以及结晶解开的程度。本案发明人发现，当控制聚乙烯醇膜浸泡于30℃及55℃的水中后，所测得的重量膨润度分别大于一特定下限值时，得以令后续制成的光学膜具有良好的色相均匀度；推测若测得的重量膨润度未大于该特定下限值，表示高分子链交缠或结晶区残存过多，导致染料分子难以均匀附着在高分子链，而造成色相不均。具体而言，本发明的聚乙烯醇膜于30℃水中浸泡20分钟后，其重量膨润度大于37％，例如：38、39、40、41、42、43、44、45、45、46、47、48或49％；并且，该聚乙烯醇膜于55℃水中浸泡3分钟后，其重量膨润度大于60％，例如：61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74或75％。有鉴于此，尽管本案并未进一步界定其重量膨润度参数的上限值，然而基于上述重量膨润度大于特定下限值所能达成的功效，本发明所属领域中具有通常知识者可明确理解其内涵及其范围。进一步地，不为特定理论所限制的情况下，重量膨润度参数与制备过程中浇铸阶段、热辊阶段以及烘箱阶段的聚乙烯醇膜含水率有关，亦与聚乙烯膜的添加剂添加量有关。
根据一些实施例，本发明的聚乙烯醇树脂的聚合度为1300至5200。本文所述的“聚合度”，是指依据JIS K 6726(1994)标准测试方法所得到的测定值。在一及多个实施例中，该聚乙烯醇树脂的聚合度为1300至5200之间，如以下数值中任意两者间的范围，例如：1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000、2100、2200、2300、2400、2500、2600、2700、2800、2900、3000、3100、3200、3300、3400、3500、3600、3700、3800、3900、4000、4100、4200、4300、4400、4500、4600、4700、4800、4900、5000、5100或5200；在本发明中较佳为2000至3000之间，例如但不限于2100、2300、2500、2700或2900。
根据一些实施例，本发明的聚乙烯醇膜的厚度为30至75μm。具体如以下数值中任意两者间的范围，例如：30、35、40、45、50、55、60、65、70、75或80μm，前述数值仅具例示而无限制性。此外，如所获得的聚乙烯醇膜是用于制备薄型化偏光膜，则该聚乙烯醇薄的厚度可为50μm以下，较佳为40μm以下，特佳为30μm以下。
聚乙烯醇膜的制造方法
本发明的聚乙烯醇膜的制造方法包含：(a)溶解制程：将一聚乙烯醇系树脂升温溶解，并调整该聚乙烯醇系树脂浓度，形成一聚乙烯醇浇铸溶液；(b)浇铸制程：将该聚乙烯醇浇铸溶液浇铸至一浇铸鼓，自该浇铸鼓剥离后得到一聚乙烯醇初成形膜；(c)热辊制程：将该聚乙烯醇初成形膜在复数个热辊接触后获得一聚乙烯醇膜半成品；(d)烘箱制程：将该聚乙烯醇膜半成品置入一烘箱内干燥后，得到一聚乙烯醇膜成品；以及视状况可进一步包含(e)调温调湿制程：将该聚乙烯醇膜成品置于调温调湿箱中，进行温度与湿度调整。
溶解制程
根据一些实施例，溶解制程主要是将聚乙烯醇系树脂、溶剂、可塑剂/增塑剂以及添加剂等边搅拌边升温至至少130℃，待溶解均匀后，加入额外的溶剂(例如水)以调整非挥发性成分(例如树脂、可塑剂甘油以及添加剂)的浓度至20至50重量％，得到聚乙烯醇浇铸溶液。
在一及多个实施例中，前述溶解制程中所使用的聚乙烯醇树脂，是由乙烯酯系树脂单体聚合，形成聚合度为1300至5200的聚乙烯酯系树脂后，再进行皂化反应以获得碱化度大于95％的聚乙烯醇树脂。其中，该乙烯酯系树脂单体可为甲酸乙烯酯、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、戊酸乙烯酯或辛酸乙烯酯等乙烯酯类，亦或是其等的组合，在本发明中不予以限制。此外，烯烃类化合物或丙烯酸酯衍生物与前述乙烯酯系树脂单体共聚合形成的共聚合物亦可使用。其中，该烯烃类化合物可为乙烯、丙烯或丁烯等，在本发明中不予以限制；该烯烃类化合物的添加量可为但不限于2至4mol％，例如2、2.5、3、3.5或4mol％等。该丙烯酸酯衍生物可为丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯或丙烯酸正丁酯等，在本发明中不予以限制。
在一及多个实施例中，前述溶解制程中所使用的溶剂，只要能够溶解聚乙烯醇树脂即可，故在本发明中并不予以限定。作为溶剂，例如但不限于：水、二甲亚砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、乙二胺、二亚乙基三胺等，上述溶剂可单独使用一种，此外也可并用两种以上。考量环境以及经济性等方面，在本发明中以水作为溶剂为佳。
在一及多个实施例中，前述“可塑剂”具体可为但不限于：甘油、乙二醇、丙二醇、二乙二醇、二甘油、三乙二醇、四乙二醇或三羟甲丙烷等，或前述任何可塑剂的组合；在本发明中较佳为甘油、乙二醇、丙二醇、二乙二醇、二甘油、三乙二醇、四乙二醇或三羟甲丙烷。且在一及多个实施例中，该可塑剂的添加量相对于聚乙烯醇树脂的重量为5至15wt％，具体例如但不限于：6、7、8、9、10、11、12、13、14或15wt％。
在一及多个实施例中，本文所述的“添加剂”是指界面活性剂，而“界面活性剂”不限于阳离子、阴离子或非离子型界面活性剂，具体可为但不限于：月桂酸钾等的羧酸盐型、月桂醇聚醚硫酸酯钠等的硫酸酯盐型、十二基苯磺酸盐等的磺酸盐型、聚氧化乙烯辛基苯基醚等的烷基苯基醚型、聚乙二醇单辛基苯基醚等的醇基苯基醚型、聚氧化乙烯月桂酸酯等的烷基酯型、聚氧化乙烯月桂基胺基醚等的烷基胺型、聚氧化乙烯月桂酰胺等的烷基酰胺型、聚氧化乙烯聚氧化丙烯醚等的聚丙二醇醚型、月桂酸二乙醇酰胺、油基二乙醇酰胺等的烷醇酰胺型、聚氧化烯烯丙基苯基醚等的烯丙基苯基醚型或月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠等。不为特定理论所限制的情况下，据信，添加剂可减少高分子间的氢键生成量，进而降低高分子链交缠度和结晶度，因此，该添加剂的添加量会影响聚乙烯醇膜的复数黏度以及在特定温度下浸泡于水中后的重量膨润度；换言之，藉由调整制程中添加剂的添加量于一特定范围内，得以进一步控制聚乙烯醇膜的复数黏度以及其在特定温度下浸泡于水中后的重量膨润度。于此，该添加剂的添加量是以浓度(ppm)呈现，其具体算法为添加剂的重量除以所有非挥发性成分(例如树脂、可塑剂甘油以及添加剂)的重量后，换算其ppm浓度；在一及多个实施例中，该添加剂的添加量小于等于3000ppm，较佳为200至3000ppm，具体例如但不限于：200、400、600、800、1000、1200、1500、1600、1700、1800、1900、2000、2100、2200、2300、2400、2500、2600、2700、2800、2900或3000ppm。
在一及多个实施例中，溶解该聚乙烯醇系树脂水溶液的温度较佳为至少130℃，具体例如：至少130℃、至少140℃或至少150℃等。
在一及多个实施例中，该聚乙烯醇系树脂水溶液的浓度较佳为20至50％，具体例如：20、25、30、35、40、45或50％。若树脂浓度过低，薄膜的干燥负荷变高；反之，树脂浓度过高则黏度过高，将使制膜困难。
浇铸制程
根据一些实施例，浇铸制程主要是将该聚乙烯醇浇铸溶液经消泡(可使用静置消泡法或利用具有通气孔的多轴挤压机进行消泡，例如但不限于使用双螺旋押出机消泡)后，控制溶液温度为至少90℃，再自T型狭缝模唇中吐出，流延至浇铸鼓(或称浇铸滚筒)、无端皮带等作为支持体的浇铸鼓上制膜，进而获得一聚乙烯醇初成形膜。
含水率可通过调整浇铸鼓温度、聚乙烯醇滞留于浇铸鼓的时间、热风干燥等方式予以控制，但不限于此。热风干燥是以特定温度的热风吹拂聚乙烯醇初成形膜接触空气的表面，以控制其含水率。
在一及多个实施例中，该聚乙烯醇浇铸溶液的温度较佳为至少90℃，例如：90、91、92、93、94或95℃。在一及多个实施例中，该浇铸鼓的温度较佳为85至95℃之间，具体如下但不限于：85、86、87、88、89、90、91、92、93、94或95℃。在一及多个实施例中，聚乙烯醇滞留于浇铸鼓的时间较佳为0.6至1.2分钟，具体如下但不限于：0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1或1.2分钟。在一及多个实施例中，热风的温度较佳但不限于60℃至120℃。
不为特定理论所限制的情况下，据信该聚乙烯醇初成形膜的含水率会影响聚乙烯醇膜的复数黏度以及在特定温度下浸泡于水中后的重量膨润度；具体而言此阶段为聚乙烯醇高分子链主要的排列定型阶段，此段控制高分子链的交缠程度；聚乙烯醇初成形膜的含水率与高分子链的交缠程度有关，含水率越低导致生成较多的高分子链交缠，故其对于后续成品的复数黏度以及于30℃下浸泡于水中后的重量膨润度有所影响。换言之，藉由调整该聚乙烯醇初成形膜的含水率于一特定范围内，得以进一步控制聚乙烯醇膜的复数黏度以及其于30℃下浸泡于水中后的重量膨润度。在一及多个实施例中，该聚乙烯醇初成形膜的含水率为8～17％，例如：8～9、9～10、10～11、11～12、12～13、13～14、14～15、15～16或16～17％，特别是8.5、9、10、11、12、13、14、15、16或17％。
热辊制程
根据至少一实施例，热辊制程主要是将自浇铸鼓上剥离后的该聚乙烯醇初成形膜，经复数个热辊接触干燥其上下两面后，进一步获得一聚乙烯醇膜半成品。
含水率可通过调整热辊数量、热辊温度，热风干燥等方式予以控制，但不限于此。热风干燥是以特定温度的热风，借以吹拂聚乙烯醇膜半成品接触空气的表面，进而调控样本的含水率。
在一及多个实施例中，该复数个热辊的数量可以为2至30支，例如但不限于：2、5、10、15、20、25或30支。其中，该复数个热辊的温度由高至低逐步递减，且起始热辊为所有热辊中最高温者，最终热辊的温度为所有热辊中最低温者。在一及多个实施例中，该起始热辊的温度较佳为80至100℃之间，具体如以下数值中任意两者间的范围，例如：80、85、90、95或100℃。在一及多个实施例中，该最终热辊的温度较佳为30℃至60℃，具体如以下数值中任意两者间的范围，例如：30、35、40、45、50、55或60℃。在一及多个实施例中，热风的温度较佳但不限于50℃至110℃。
不为特定理论所限制的情况下，据信该聚乙烯醇膜半成品的含水率会影响聚乙烯醇膜的复数黏度以及在特定温度下浸泡于水中后的重量膨润度；具体而言，此阶段为聚乙烯醇结晶生成的主要阶段，聚乙烯醇膜半成品的含水率与结晶生成量有关，含水率越低会导致结晶生成量越多，故其对于后续成品的复数黏度以及在55℃下浸泡于水中后的重量膨润度有所影响。换言之，藉由调整该聚乙烯醇膜半成品的含水率在一特定范围内，得以进一步控制聚乙烯醇膜的复数黏度以及其在55℃下浸泡于水中后的重量膨润度。在一及多个实施例中，该聚乙烯醇膜半成品的含水率为4.5～9％，例如：5～6、6～7、7～8或8～9％，特别是4.8、5、6、7、8或9％。
烘箱制程
根据一些实施例，烘箱制程主要是以烘箱将自热辊上剥离后的该聚乙烯醇膜半成品的上下两面以热风进行干燥，进而得到一聚乙烯醇膜成品。
在一及多个实施例中，该烘箱较佳是采用浮动式烘箱，且其温度控制在40℃至120℃之间，具体如以下数值中任意两者间的范围，例如：40、50、60、70、80、90、100、110或120℃；且该烘箱的整体平均温度较佳为70至80℃之间，具体例如：70、71、72、73、74、75、76、77、78、79或80℃。在一及多个实施例中，该聚乙烯醇膜在该烘箱的干燥时间较佳为1至6分之间，具体如以下数值中任意两者间的范围，例如：1分、1.5分、2分、2.5分、3分、3.5分、4分、4.5分、5分、5.5分或6分。
不为特定理论所限制的情况下，据信该聚乙烯醇膜成品的含水率会影响聚乙烯醇膜的复数黏度以及在特定温度下浸泡于水中后的重量膨润度；具体而言，聚乙烯醇膜成品的含水率与高分子链的交缠以及结晶生成量皆有关，故其对于后续成品的复数黏度以及分别于30℃、55℃下浸泡于水中后的重量膨润度有所影响。换言之，藉由调整该聚乙烯醇膜成品的含水率在一特定范围内，得以进一步控制聚乙烯醇膜的复数黏度以及其于30℃、55℃下浸泡于水中后的重量膨润度，若含水率过低，将造成聚乙烯醇膜成品高分子间的交缠及结晶增多。在一及多个实施例中，该聚乙烯醇膜成品的含水率为1.8～5％，例如：1.8～2、2～3、3～4或4～5％，特别是1.8、2、3、4或5％。
调温调湿制程
根据本案的一较佳实施态样，该聚乙烯醇膜成品完成上述制程后，进一步可置于调温调湿箱中进行温度与湿度调整。
在一及多个实施例中，该调温调湿箱的温度较佳为35至45℃之间，具体如以下数值中任意两者间的范围，例如：35、40或45℃。在一及多个实施例中，该调温调湿箱的相对湿度较佳为70至80％之间，具体如以下数值中任意两者间的范围，例如：70、72、74、76、78或80％。于一及多个实施例中，该聚乙烯醇膜静置于该调温调湿箱的时间较佳为5至20分之间，具体如以下数值中任意两者间的范围，例如：5分、10分、15分或20分。
光学膜及其制造方法
本发明另一目的为提供一种光学膜，其是由前述的聚乙烯醇膜所制得。本文所述的“光学膜”可为偏光膜、相位差薄膜、视野角提高薄膜或亮度提高薄膜等，特别是偏光膜。根据一些实施例，本案所述的“光学膜的制造方法”是指偏光膜的制造方法，更进一步地是将聚乙烯醇膜制造成偏光膜，并进一步评估色相均匀度。所述制造方法包括使碘吸附的染色步骤、硼酸处理步骤及水洗步骤；在硼酸处理步骤或在此之前的阶段可实施单轴延伸的延伸步骤，而在硼酸处理步骤与水洗步骤之间可实施一次干燥步骤。较佳地，在染色步骤之前可设置以水令聚乙烯醇膜膨润的膨润步骤。除此之外，在水洗步骤之后通常设置有最终干燥步骤。
在膨润步骤中，是将上述聚乙烯醇膜浸渍于例如温度为30℃的处理浴(例如：水)中进行膜面水洗及膨润处理。膨润处理的时间通常为5～300秒，较佳为20～240秒。根据一些实施例，收容有处理浴的膨润槽内配置有复数个导引滚筒以搬送该聚乙烯醇膜。接着，令聚乙烯醇膜沿机械方向(MD，Machine Direction)拉伸至原始长度的1.2倍后实施染色步骤。
在染色步骤中，将经过上述膨润步骤后的聚乙烯醇膜浸渍于收容有染色浴的染色槽中。染色处理的条件可依据使碘吸附于聚乙烯醇膜的范围内而不产生膜的极端溶解、失透等不良情况的范围内决定。在染色步骤中使用的染色浴可为相对于水100重量份，包含碘0.003～0.2重量份及碘化钾0.1～10重量份的水溶液。另，亦可使用碘化锌等其他碘化物代替碘化钾，或可除碘化钾以外并用其他碘化物。染色浴的温度(染色温度)通常为10～50℃，例如30℃；而染色处理的时间(染色时间)通常为10～600秒，较佳为30～200秒。接着，令聚乙烯醇膜沿机械方向拉伸至原始长度的3.4倍后实施硼酸处理及延伸步骤。
在硼酸处理及延伸步骤中，利用包含硼酸的水溶液处理经碘染色的聚乙烯醇膜以令其交联，并且使吸附的碘固定于树脂中而进行。该步骤通常藉由将经过染色步骤后的聚乙烯醇膜浸渍于收容有包含硼酸的处理浴的固定槽中所进行。所述硼酸处理浴可为相对于水100重量份，包含硼酸0.5～15重量份的水溶液。该硼酸处理浴较佳为除硼酸以外亦含有碘化物，其量相对于水100重量份，通常为5～20重量份。为此使用的碘化物可为碘化钾或碘化锌等。另，亦可使除碘化物以外的化合物共存于硼酸处理浴中，例如：氯化锌、氯化钴、氯化锆、硫代硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸钠、硫酸钾、硫酸钠等。硼酸处理及延伸步骤通常于50～70℃下，较佳为于53～65℃，例如55℃的温度下所进行，而其处理时间通常为10～600秒，较佳为20～300秒，更佳为20～100秒。接着，令聚乙烯醇膜沿机械方向拉伸至原始长度的6倍后进行后续的步骤。
聚乙烯醇膜经过上述步骤以及后续的水洗及干燥步骤后，形成一偏光膜。更进一步地，可在该偏光膜的至少一面形成一保护层，制成一偏光膜成品(或称为偏光片)。详言之，该保护层较佳为具有防止偏光膜的表面磨损等功能的构件，包含透明树脂。根据不同的实施例，该保护层仅设置于该偏光膜的一个面，但较佳地是形成于该偏光膜的双面。该保护层可为透明树脂材料的保护膜；其透明树脂可为甲基丙烯酸甲酯系树脂等丙烯酸系树脂、烯烃系树脂、聚氯乙烯系树脂、纤维素系树脂、苯乙烯系树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯系共聚合树脂、丙烯腈-苯乙烯系共聚合树脂、聚乙酸乙烯酯系树脂、聚偏二氯乙烯系树脂、聚酰胺系树脂、聚缩醛系树脂、聚碳酸酯系树脂、改性聚苯醚系树脂、聚酯系树脂(聚对苯二甲酸丁二酯系树脂、聚对苯二甲酸乙二酯系树脂等)、聚砜系树脂、聚醚砜系树脂、聚芳酯系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂、聚酰亚胺系树脂、环氧系树脂、氧杂环丁烷系树脂等；较佳地使用纤维素系树脂，例如：三醋酸纤维素(TAC)。
实施例
在下文中，将进一步以详细说明与具体实施例描述本发明。然而，应理解这些具体实施例仅用于帮助可更加容易理解本发明而非用于限制本发明的范围。
1.聚乙烯醇膜制备
以下提供由聚乙烯醇膜的非限制性制备方法。根据与以下揭示的方法相似的方法，制备非限制性实施例聚乙烯醇膜(实施例1-15)及比较例聚乙烯醇膜(比较例1-5)。
以下为本实施例及比较例制造聚乙烯醇膜的主要步骤，且下表1将详细呈现本实施例及比较例在一或多个制程参数上的差异：
1.首先，加入碱化度99.95％且聚合度分别为2000至3000(具体聚合度如表1所示)的聚乙烯醇树脂1800kg、水3900kg、可塑剂甘油190kg及添加剂(具体添加量如表1所示)于溶解桶中；于此，所述添加剂为月桂醇聚氧乙烯醚以及月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠，该添加剂所含的月桂醇聚氧乙烯醚以及月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠的重量比为1：1。接着边搅拌边升温，待溶解均匀后，加入水调整非挥发性成分(聚乙烯醇树脂、可塑剂甘油及添加剂)的浓度至30wt.％，得到聚乙烯醇浇铸溶液。
2.将该聚乙烯醇浇铸溶液经双螺旋押出机消泡后，再将该浇铸溶液自T型狭缝模唇吐出，流延至旋转的90℃浇铸鼓并以110℃热风干燥其接触空气面，进而制成一具有特定含水率的聚乙烯醇初成形膜(具体含水率如表1所示)。通过控制聚乙烯醇滞留于浇铸鼓的时间，以调整初成形膜的含水率。
3.将该聚乙烯醇初成形膜自浇铸鼓剥离后，以7个热辊接触干燥其上下两面，并同时以较热辊高10℃的热风干燥其接触空气面，进而制成一具有特定含水率的聚乙烯醇膜半成品(具体含水率如表1所示)。其中第1支热辊为全部热辊中最高温者，其为90℃；而接续的热辊温度以5℃慢慢调降，至第7支热辊温度降至60℃。通过增减热辊的数量，以调整聚乙烯醇膜半成品的含水率。
4.接着，以浮动式烘箱将该聚乙烯醇初步膜的上下两面以热风干燥，进而制成一具有特定含水率的聚乙烯醇膜成品(具体含水率如表1所示)。其中烘箱的平均干燥温度为75℃。通过控制滞留于烘箱的时间，以调整成品的含水率。
上述实施例及比较例聚乙烯醇膜样本的含水率是采用以下分析方法：
·样品制备：将聚乙烯醇膜样本裁切为10*10cm2大小。
·测试条件：膜样本进行烘干前先秤重(W1)，在105℃下烘干10分钟后，取出并秤重(W2)。
·含水率(％)的计算方式：(W1-W2)/W1*100。
表1
2.分析及评价
于此，将上述实施例1至15及比较例1至5的聚乙烯醇膜，进行下列分析试验及评价，结果如表2所示。
复数黏度
·仪器：TA仪器的DHR HR-20流变仪
·样品尺寸：把聚乙烯醇膜样本裁成直径2.5cm的圆形
·样品处理：将前述裁切的膜，置于30℃、70％RH环境中使膜吸湿至含水率达介于9-10％后才进行量测。
·测试方法：以震荡扫频模式，量测夹具感测的扭矩和角位移，以对应应力和应变信息；其中，震荡扫频是指马达以零位顺时针或逆时针转动而对样品产生剪切作用力。
·测试条件：
模式：震荡。
角频率：10rad/s。
应变：1％。
取样时间：1分钟取10点；详言之，是在1分钟内以每6秒取1点的频率进行取样。
夹具：平板夹(直径2.5cm)，固定正向力为1N。
夹具温度：25℃
环境温度：25-30℃
·数据计算：上述10取样点所分别测到的黏度值加总后取平均值。
重量膨润度
·样品制备方法：裁切聚乙烯醇膜成5*5cm2大小。
·浸泡于30℃水中后所测的重量膨润度(以下称30℃重量膨润度)：
膜样本在30℃、500ml的水中以摊平状态浸泡20分钟，接着用镍子取出，并把膜样本两面轻拂过四张实验室无尘纸(美国清洁马GBFA-00000000001)，此动作重复两次；除去多余的表面水分后，再将膜样本平铺在一张无尘纸上，其上方再盖一张无尘纸，使用四个叠在一起的不锈钢样品盘(每个约30.5±1.5g重)压住让无尘纸吸收残余的表面水分30秒；接着，使用全新的无尘纸将膜样本翻面后重复上述方法再压除表面水分一次。随后将膜样本秤重(W1)；接着以120℃烘箱干燥膜样本2小时后再置于干燥皿5分钟，再对膜样本秤重(W2)。
·浸泡于55℃水中后所测的重量膨润度(以下称55℃重量膨润度)：
膜在55℃、500ml的水中浸泡3分钟，使用上述方法将表面水分移除后秤重(W1)。接着以120℃烘箱干燥膜样本2小时后再置于干燥皿5分钟，再对膜样本秤重(W2)。
·重量膨润度(％)计算方式：(W1-W2)/W1*100。
损伤评价
·测试条件：将聚乙烯醇膜样本裁切为约30*30cm2大小作为测试样品，将测试样品置于距白墙10cm处，使用置于距白墙50cm处而亮度为1200流明的手电筒照射测试样品；接着以眼睛观察白墙上的测试样品投影情形，再依据下方的评价标准对聚乙烯醇膜的损伤进行评价。
·评价标准：
A：全幅10片皆无观察到面积大于0.01mm2的损伤及宽大于200μm的线条
B：全幅10片中任一片有观察到1处面积大于0.01mm2的损伤或宽大于200μm的线条
C：全幅10片中任一片有观察到多于1处面积大于0.01mm2的损伤或宽大于200μm的线条
皱褶评价
·样品：将聚乙烯醇膜样本裁切为机械方向约40cm±5％而幅宽方向为2.8m±5％。
·测试条件：保存在铝箔袋内超过1个月。
·评价标准：目测聚乙烯醇膜样本表面有无皱纹
◎：无皱纹，膜面平整。
○：少许轻微起皱，但不影响制成偏光片。
X：有明显皱纹且膜面不平整。
色相均匀性评价
于此，依据上述偏光膜制程将实施例1至15及比较例1至5的聚乙烯醇膜制备成对应的偏光片样本，并进一步分析及评价各该样本的色相均匀性。具体评价方式如下：
·样品：将偏光片样本裁切为约30*30cm2大小。
·测试条件：将单体透光率(single transmittance)为43％的基底偏光片以背光形式(亦即将样本置于人眼及光源之间，并以肉眼朝光源正视观察)摆在光度为15000CD的灯箱上，再把要观察的偏光片样本以正交偏光状态摆置于基底偏光片上，在偏光片样本正上方1公尺处俯瞰观察并依据下方评价标准进行评价。
·评价标准：目测偏光片样本有无染色不均区块
○：无色相不均
△：轻微色相不均
X：明显色相不均
实施例1至15及比较例1至5的聚乙烯醇膜以及由其所制成的偏光片经过上列分析试验后，所得结果总结如下表2及3所示：
表2
根据表2可见，实施例1至15的聚乙烯醇膜样本所测得的复数黏度(η*)参数皆在400至1500Pa.s的范围内，进而令该些聚乙烯醇膜样本皆获得良好的损伤评价以及皱褶评价的结果。反之，比较例1至5的聚乙烯醇膜样本所测得的复数黏度(η*)参数皆不在上述范围内，而该些聚乙烯醇膜样本皆无法在损伤评价以及皱褶评价同时获得理想的结果。有鉴于此，唯有控制聚乙烯醇膜的复数黏度皆在400至1500Pa.s的范围内，方能同时改善其损伤以及皱褶的情形。详言之，当复数黏度超出1500Pa.s时(如比较例4)，聚乙烯醇膜在制程中较容易与制造设备产生不可逆的接触摩擦，并在后续造成较为严重的膜面缺陷，故获得不理想的损伤评价结果；而当复数黏度低于400Pa.s时(如比较例1～3及5)，即便得以减少聚乙烯醇膜在制程中所受损伤，然而却容易产生外观上的皱褶，进而影响后续成品的良率。
表3
表3中进一步可见，当进一步控制聚乙烯醇膜的30℃重量膨润度至大于37％，且55℃重量膨润度大于60％，进而令该些聚乙烯醇膜样本在制成偏光片后皆具有良好的色相均匀性(实施例1至12参照)。反之，当30℃重量膨润度以及55℃重量膨润度并未同时控制在上述理想范围内，致使该些聚乙烯醇膜样本制成偏光片后皆未能获得良好的色相均匀性。有鉴于此，可进一步控制30℃重量膨润度大于37％且55℃重量膨润度大于60％，以令聚乙烯醇膜制成偏光片后具有最为理想的色相均匀性。
本文中，所提供的所有范围旨在包括在给定的范围内的每个特定范围以及在该给定范围之间的子范围的组合。此外，除非另有说明，否则本文提供的所有范围皆包括所述范围的端点。从而，范围1-5具体包括1、2、3、4和5，以及诸如2-5、3-5、2-3、2-4、1-4等子范围。
在本说明书中引用的所有刊物和专利申请案皆通过引用并入本文，并且出于任何及所有目的，每一个别刊物或专利申请案皆明确且个别地指出以通过引用并入本文。在本文与通过引用并入本文的任何刊物或专利申请案的间存在不一致的情况下，以本文为准。

Claims (10)

1.一种聚乙烯醇膜，包含碱化度为95％或以上的聚乙烯醇树脂，其中，所述聚乙烯醇膜在25℃及震荡扫频在角频率10rad/s时，所测得的复数黏度(η*)为400至1500Pa·s。
2.如权利要求1所述的聚乙烯醇膜，其中，所述聚乙烯醇膜于30℃水中浸泡20分钟，其重量膨润度大于37％；且所述聚乙烯醇膜于55℃水中浸泡3分钟，其重量膨润度大于60％。
3.如权利要求2所述的聚乙烯醇膜，其中，所述聚乙烯醇树脂的碱化度为99.95％或以上。
4.如权利要求1所述的聚乙烯醇膜，其中，所述复数黏度(η*)为410至1100Pa·s。
5.如权利要求1至4任一项所述的聚乙烯醇膜，其中，所述聚乙烯醇树脂的聚合度为1300至5200。
6.如权利要求1至4任一项所述的聚乙烯醇膜，其中，所述聚乙烯醇树脂的聚合度为2000至3000。
7.如权利要求1至4任一项所述的聚乙烯醇膜，其中，所述聚乙烯醇膜的厚度为30至75μm。
8.一种光学膜，其是由如权利要求1至7任一项所述的聚乙烯醇膜所制得。
9.如权利要求8所述的光学膜，其是一偏光膜。
10.如权利要求9所述的光学膜，其进一步包含贴合于所述光学膜的至少一面的一保护层。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1039137A (ja) * 1996-07-22 1998-02-13 Sumitomo Chem Co Ltd 偏光フィルムの製造方法
US6704758B1 (en) 1998-06-23 2004-03-09 Thomson Licensing S.A. Interpolation method for smooth convergence correction
KR100557164B1 (ko) 2003-09-19 2006-03-03 삼성전자주식회사 휴대용 단말기의 수업 시간표 제공방법
TWI537287B (zh) * 2013-11-06 2016-06-11 Chang Chun Petrochemical Co Polyvinyl alcohol-based polymer film and method for producing the same
JP6883990B2 (ja) * 2015-06-24 2021-06-09 三菱ケミカル株式会社 ポリビニルアルコール系フィルム、ポリビニルアルコール系フィルムの製造方法、及び偏光膜
WO2016208548A1 (ja) * 2015-06-25 2016-12-29 コニカミノルタ株式会社 光学フィルム、およびこれを含む光学積層体
JP6353016B2 (ja) * 2016-03-14 2018-07-04 住友化学株式会社 樹脂フィルムの製造方法および偏光フィルムの製造方法
CN107189293B (zh) * 2017-05-27 2020-04-21 中国石油化工集团公司 聚乙烯醇系膜及其制备方法和由其制备的偏光膜
EP4220844A3 (en) * 2018-10-11 2023-08-30 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Lithium ion battery using crosslinked separator
KR20230098566A (ko) * 2020-11-11 2023-07-04 주식회사 쿠라레 광학 필름 제조용 필름 및 광학 필름의 제조 방법
CN112812339A (zh) * 2020-12-31 2021-05-18 中国科学技术大学先进技术研究院 一种聚乙烯醇薄膜及其制备方法和应用

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