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CN119019797A - 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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CN119019797A
CN119019797A CN202410636343.0A CN202410636343A CN119019797A CN 119019797 A CN119019797 A CN 119019797A CN 202410636343 A CN202410636343 A CN 202410636343A CN 119019797 A CN119019797 A CN 119019797A
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CN
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alcohol film
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resin
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CN202410636343.0A
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温珊妮
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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膜,该聚乙烯醇膜包括:聚乙烯醇树脂;其中,该聚乙烯醇膜于40℃水中浸泡1分钟具有的聚乙烯醇的溶出量为0.20至9.00ppm/m2;且该聚乙烯醇膜在水中,以升温速率为1℃/分钟从30℃升温至65℃测得储存模量(E’)相对温度的曲线,该曲线在45℃至55℃的区间中具有斜率值,该斜率值的绝对值为0.20至0.70MPa/℃。本发明的聚乙烯醇膜的延伸张力低,因此在拉伸时具有不易断膜的特性,且由其制得的光学膜具有高单体透射率及低红光泄漏率的特性。

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,且得以借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,成为不可或缺的组件。所谓偏光制程大致上包括膨润、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,并通过拉伸得到相对规则性的排列,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。然而,现有的聚乙烯醇膜时常有延伸张力过大而在制备偏光膜时易有断膜的问题发生。
现有技术如中国台湾发明专利公开号第202233739号公开的一种聚乙烯醇薄膜,在该聚乙烯醇薄膜的至少其中一面,在基于飞行时间二次离子质谱分析的正离子分析所获得的,正的硅碎片离子检测强度的平均值为0.001~0.01;其中,该正的硅碎片离子检测强度的平均值是在与聚乙烯醇薄膜的TD方向平行的任意的直线上,且在TD方向将聚乙烯醇薄膜予以6等分的5点,在基于飞行时间二次离子质谱仪的正离子分析所获得的正的硅碎片离子检测强度的平均值作为技术手段来实现在单轴拉伸中不易发生拉伸断裂。
除此之外,现有技术亦公开了借助于改变聚乙烯醇的结构、调整聚乙烯醇膜或偏光膜的制程,以改善偏光膜的特性;例如中国台湾发明专利公开号第201719207号公开一种偏旋光性能佳,同时在正交偏光状态的红色光的泄漏少的偏光膜。又,嫌疑技术如中国台湾发明专利公开号第202400694号也公开一种在偏光膜制造时具有良好的延伸性,不易断裂的聚乙烯醇系薄膜,因而可进行高程度延伸并获得高偏旋光性的偏光膜;且由于能够抑制偏光膜制造时聚乙烯醇系树脂的溶出、析出,因此能够抑制偏光膜制造装备的污染,进而以高良率进行制造。
发明内容
现有技术中使用聚乙烯醇膜制备偏光膜时,常会有聚乙烯醇膜由于延伸张力过大而在制备偏光膜时易有断膜的状况发生,且由该聚乙烯醇膜制得的偏光膜也常有单体透射率低且红光泄漏率高的问题。对此,本发明人发现通过调控聚乙烯醇膜,使其在特定温度及时间下浸泡于水中具有特定的聚乙烯醇的溶出量,且使其在特定条件下测得的储存模量(E’)相对温度的曲线于特定温度区间内具有特定的斜率值的绝对值,得以改善聚乙烯醇膜在拉伸时容易断膜的问题,进而改善后续制得的偏光膜的低单体透射率及高红光泄漏率的问题。
具体而言,本发明一方面提供一种聚乙烯醇膜,包括:聚乙烯醇树脂;其中,该聚乙烯醇膜于40℃水中浸泡1分钟具有的聚乙烯醇的溶出量为0.20至9.00ppm/m2;且该聚乙烯醇膜在水中,以升温速率为1℃/分钟从30℃升温至65℃测得储存模量(E’)相对于温度的曲线,该曲线在45℃至55℃的区间中具有斜率值,该斜率值的绝对值为0.20至0.70MPa/℃。
根据本发明的一些实施例,其中,该聚乙烯醇的溶出量为1.60至7.20ppm/m2;且该斜率值的绝对值为0.20至0.60MPa/℃。
根据本发明的一些实施例,其中,该斜率值的绝对值为0.25至0.60MPa/℃。
根据本发明的一些实施例,其中,该斜率值的绝对值为0.35至0.55MPa/℃。
根据本发明的一些实施例,其中,该聚乙烯醇膜在45℃具有的储存模量(E’)为5.00至14.00MPa;且该聚乙烯醇膜在55℃具有的储存模量(E’)为3.00至7.00MPa。
根据本发明的一些实施例,其中,该聚乙烯醇膜在45℃具有的储存模量(E’)为8.00至11.50MPa;且该聚乙烯醇膜在55℃具有的储存模量(E’)为4.00至6.00MPa。
根据本发明的一些实施例,该聚乙烯醇膜于50℃的2wt.%硼酸水溶液中浸泡30秒具有的延伸张力为13.0至30.0N/mm2
根据本发明的一些实施例,其中,该聚乙烯醇树脂具有的平均聚合度为1500至3500。
根据本发明的一些实施例,其中,该聚乙烯醇树脂具有的聚合物分散性指数(Polymer Dispersity Index,PDI)为小于或等于3.5。
根据本发明的一些实施例,该聚乙烯醇膜具有的厚度为45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。
根据本发明的一些实施例,该光学膜是偏光膜。
根据本发明的一些实施例,其中该偏光膜具有的单体透射率为大于或等于42.5%,且具有的红光泄漏率为小于5.0%。
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,例如:偏光膜。基于本发明的技术内容所获得的聚乙烯醇膜,其在偏光膜制程时的延伸张力小,因而不易断膜。并且,由该聚乙烯醇膜制得的偏光膜的红光泄漏率低及单体透射率高。
更进一步地,本案发明人亦发现,控制该聚乙烯醇膜在温度为45℃及55℃的条件下分别具有特定的储存模量(E’)的范围,得以进一步改善由该聚乙烯醇膜制得的偏光膜的红光泄漏率。
附图说明
为让本申请的上述与其他目的、特征、优点与实施例能更浅显易懂,附图说明如下:
图1至4是根据本发明的一实施例的聚乙烯醇膜在分析其储存模量(E’)相对温度的曲线的斜率值的绝对值的示意图。
图5、6A及6B是根据本发明的一实施例的聚乙烯醇膜对应的偏光膜在分析单体透射率及红光泄漏率的示意图。
图7是根据本发明的一实施例的聚乙烯醇膜对应的偏光膜在分析红光泄漏率时取样的示意图。
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方式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。在本说明书及权利要求书中,除非上下文另外载明,否则“一”及“该”亦可解释为复数。
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,视本发明所属领域中普通技术人员的考虑而定。
[聚乙烯醇膜]
本发明一方面提供一种聚乙烯醇膜,包括:聚乙烯醇树脂;其中,该聚乙烯醇膜于40℃水中浸泡1分钟具有的聚乙烯醇的溶出量为0.20至9.00ppm/m2;且该聚乙烯醇膜在水中,以升温速率为1℃/分钟从30℃升温至65℃测得储存模量(E’)相对温度的曲线,该曲线在45℃至55℃的区间中具有斜率值,该斜率值的绝对值为0.20至0.70MPa/℃。根据本发明的一些实施例,该聚乙烯醇膜具有的厚度为45至75μm;具体例如下列数值或其任意二者之间的范围,例如:45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm及75μm,前述数值仅具例示而无限制性。
本文所述的“模量”是材料力学中用以分析应力与应变关系的物性特征,为应力与应变的比值;若施加在材料上的应力为正向力,得到的模量以E表示;而“储存模量(E’)”是材料吸收施加能量所转换成的储存内能,通常用以恢复变形,维持材料原本的外观,其与材料的弹性特征相关。
本文所述的“该聚乙烯醇膜在水中,以升温速率为1℃/分钟从30℃升温至65℃测得储存模量(E’)相对温度的曲线(以下称储存模量相对温度的曲线)”具有如图1所示的双斜率特征,其中过了转折点温度后的斜率值(如图1中虚线所指处)的绝对值表征升温过程中聚乙烯醇膜内的结晶被水溶解度速度。由于分析时的升温速率是固定的,斜率值的绝对值越大代表在相同时间内,结晶溶解的速度越快,可知该聚乙烯醇膜内的结晶偏小且较均匀。不为特定理论所限制,据信,聚乙烯醇膜内的结晶具有适中的尺寸及均匀度有助于在偏光膜制程中的拉伸及染色,从而可制备出具有高单体透射率及低红光泄漏率的偏光膜;进一步地,适中的结晶在拉伸时可降低延伸张力,从而减少断膜的发生。本发明人发现,若该斜率值的绝对值过大,该聚乙烯醇膜会因机械强度不足而容易被拉断的问题;若该斜率值的绝对值过小,则该聚乙烯醇膜会因结晶溶残(即:结晶溶解不全,所残留下的结晶)过多,使得延伸张力过大,而易有断膜的状况发生。
是以,为了能改善聚乙烯醇膜在拉伸时因延伸张力过大而易断膜及后续制得的偏光膜具有低单体透射率及高红光泄漏率的问题,需控制该斜率值的绝对值于特定范围;具体而言,该聚乙烯醇膜在水中,以升温速率为1℃/分钟从30℃升温至65℃测得储存模量(E’)相对温度的曲线,该曲线在45℃至55℃的区间中具有斜率值,该斜率值的绝对值为0.20至0.70MPa/℃,具体例如下列数值或其任意二者之间的范围:0.20MPa/℃、0.25MPa/℃、0.30MPa/℃、0.35MPa/℃、0.40MPa/℃、0.45MPa/℃、0.50MPa/℃、0.55MPa/℃、0.60MPa/℃、0.65MPa/℃及0.70MPa/℃;较佳为0.20MPa/℃至0.60MPa/℃;更佳为0.25MPa/℃至0.60MPa/℃;尤佳为0.35MPa/℃至0.60MPa/℃。需注意的是,当分析温度大于55℃时,聚乙烯醇膜可能因为结晶完全消失而导致其物性急遽变动,因此在分析该斜率值的绝对值时,所设定的分析温度区间应避免超过55℃。
另外,关于该斜率值的绝对值的分析方法,由于聚乙烯醇膜会吸水(甚至是空气中的水分)而会对其结晶态及分子排列产生影响,因此在聚乙烯醇膜量测其储存模量(E’)相对温度的曲线之前,可先通过前处理,将每个待量测的聚乙烯膜的含水率调整为一致,使各聚乙烯膜的待测状态为一致。含水率通常可调整至约8至9wt%,但本文中并不限定于此。
本文所述的“聚乙烯醇的溶出量”是指聚乙烯醇膜浸泡于水中后会有聚乙烯醇溶出的现象;并且,随着水的温度越高及浸泡时间越长,该聚乙烯醇的溶出量会越多。染色槽中的染色浴的温度一般约为20至45℃,因此聚乙烯醇膜在染色时,亦会有聚乙烯醇溶出的现象。不为特定理论所限制,据信,该聚乙烯醇的溶出量与聚乙烯醇膜内的非晶区中的可自由扩散的聚乙烯醇的数量有关:该聚乙烯醇的溶出量越高代表可自由扩散的聚乙烯醇越多,其表示该聚乙烯醇膜内的非晶区的结构松散而不紧密,相对而言染色液也较容易借着该松散的结构扩散进入该聚乙烯醇膜内并吸附在聚乙烯醇周围。本发明人发现,若该聚乙烯醇的溶出量过高,容易使得该聚乙烯醇膜吸附过多的染色液,造成后续制得的偏光膜的颜色过深因而单体透射率过低;若该聚乙烯醇的溶出量过低,则该聚乙烯醇膜不易拉伸及染色,易会造成后续制得的偏光膜的单体透射率过低。
是以,为了改善由该聚乙烯醇膜制得的偏光膜的单体透射率,需控制该聚乙烯醇的溶出量于特定范围;具体而言,该聚乙烯醇膜于40℃水中浸泡1分钟具有的聚乙烯醇的溶出量为0.20至9.00ppm/m2,具体例如下列数值或其任意二者之间的范围:0.20ppm/m2、1.00ppm/m2、1.60ppm/m2、2.40ppm/m2、3.20ppm/m2、4.00ppm/m2、4.80ppm/m2、5.60ppm/m2、6.40ppm/m2、7.20ppm/m2、8.00ppm/m2及9.00ppm/m2;较佳为1.60ppm/m2至7.20ppm/m2
本文所述的“该聚乙烯醇膜在45℃具有的储存模量(E’)(以下称45℃的储存模量)”可表征该聚乙烯醇膜在温度为45℃时水中的结晶溶残程度。不为特定理论所限制,据信,在偏光膜制程中的染色步骤的染料吸附程度与该45℃的储存模量有关。本发明人发现,若该45℃的储存模量越大,代表聚乙烯醇膜在45℃时水中的结晶溶残程度越高,因此染料吸附程度越低,即染料吸附量越少。当聚乙烯醇膜吸附的染料越少,其在拉伸槽中延伸后生成的I-5的生成量过低,导致最终制得的偏光膜较易出现红光泄漏的问题。
是以,控制该聚乙烯醇膜的45℃的储存模量于特定范围,能改善所制得的偏光膜的红光泄漏率;具体而言,该聚乙烯醇膜在45℃具有的储存模量(E’)为5.00至14.00MPa,具体例如下列数值或其任意二者之间的范围:5.00MPa、5.50MPa、6.00MPa、6.50MPa、7.00MPa、7.50MPa、8.00MPa、8.50MPa、9.00MPa、9.50MPa、10.00MPa、10.50MPa、11.00MPa、11.50MPa、12.00MPa、12.50MPa、13.00MPa、13.50MPa及14.00MPa;较佳为8.00至11.50MPa。
本文所述的“该聚乙烯醇膜在55℃具有的储存模量(E’)(以下称55℃的储存模量)”可表征该聚乙烯醇膜在温度为55℃时水中的结晶溶残程度。在偏光膜制作中,通常于55℃下拉伸并浸泡硼酸溶液。不为特定理论所限制,据信,在偏光膜制程中的延伸步骤的原膜结晶的溶残程度与该55℃的储存模量有关。本发明人发现,若该55℃的储存模量越大,代表聚乙烯醇原膜的溶残程度越高,使得硼酸交联量越少。当硼酸交联量越少时会使得该聚乙烯醇膜吸附的染料越容易被洗掉而流失,其在延伸后生成的I- 5的生成量过低,导致最终制得的偏光膜较易出现红光泄漏的问题。
是以,控制该聚乙烯醇膜的55℃的储存模量于特定范围,能改善所制得的偏光膜的红光泄漏率;具体而言,该聚乙烯醇膜在55℃具有的储存模量(E’)为3.00至7.00MPa,具体例如下列数值或其任意二者之间的范围:3.00MPa、3.50MPa、4.00MPa、4.50MPa、5.00MPa、5.50MPa、6.00MPa、6.50MPa及7.00MPa;较佳为4.00至6.00MPa。
根据本发明的一些较佳实施例,该聚乙烯醇膜具有较低的延伸张力,其可降低在制备为偏光膜时因延伸张力过高而断膜的状况;具体而言,该聚乙烯醇膜于50℃的2wt.%硼酸水溶液中浸泡30秒具有的延伸张力为13.0至30.0N/mm2,具体例如下列数值或其任意二者之间的范围:13.0N/mm2、15.0N/mm2、17.0N/mm2、19.0N/mm2、21.0N/mm2、23.0N/mm2、25.0N/mm2、27.0N/mm2、29.0N/mm2及30.0N/mm2
本文所述的“平均聚合度”是根据JIS K 6726(1994)标准测试方法所测得。不为特定理论所限制,据信,该聚乙烯醇膜的平均聚合度与生成的结晶颗粒的尺寸有关。本发明人发现,若该平均聚合度过高,则会因为该聚乙烯醇链段较长而难以移动,使得生成的结晶颗粒尺寸较不均匀,进而使得聚乙烯醇难以溶出;若该平均聚合度过低,则难以生成结晶,且结晶颗粒亦较不均匀,其使得聚乙烯醇容易溶出。是以,为了形成尺寸均匀的结晶颗粒,需将聚乙烯醇膜的平均聚合度控制于特定范围;具体而言,该聚乙烯醇树脂具有的平均聚合度为1500至3500,具体例如下列数值或其任意二者之间的范围:1500、1700、1900、2100、2300、2500、2700、2900、3100、3300及3500。
本文所述的“聚合物分散性指数(Polymer Dispersity Index,PDI)”是用于描述聚乙烯醇树脂的分子量分布,其为重均分子量(Mw)与数均分子量(Mn)的比值(Mw/Mn)。根据本发的一些较佳实施例,该聚乙烯醇树脂具有的聚合物分散性指数为小于或等于3.5,具体例如:小于或等于3.5、小于或等于3.3、小于或等于3.1、小于或等于2.9、小于或等于2.7、小于或等于2.5或小于或等于2.3。不为特定理论所限制,本发明人发现,若该聚合物分散性指数过高,则该聚乙烯醇膜越容易有小分子的聚乙烯醇溶出的现象,使得该聚乙烯醇的溶出量过高。
如前述的本发明的聚乙烯醇膜,是使用含有聚乙烯醇系树脂的膜形成材料,加工成形而制得的膜。在膜制造时,得掺入可塑剂、界面活性剂,或其他公知的添加剂,作为膜形成材料。
所使用的聚乙烯醇系树脂是由乙烯酯系树脂单体聚合,并形成平均聚合度为1500至3500及聚合物分散性指数为小于或等于3.5的聚乙烯酯系树脂,再经皂化反应获得聚乙烯醇系树脂。该乙烯酯系单体可例如为:甲酸乙烯酯、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、戊酸乙烯酯、辛酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯、三甲基乙酸乙烯酯、2,2,4,4-四甲基戊酸乙烯酯、叔戊酸乙烯酯,然本发明并不限于此等;例如为乙烯乙酸酯。其中,所述乙烯酯系聚合物是以使用1种或2种以上的乙烯酯系单体作为单体所得的聚合物为佳;以使用1种乙烯酯系单体做为单体所得的聚合物为更佳。此外,乙烯酯系聚合物亦可为1种或2种以上的乙烯酯系单体与其他可共聚合的单体的共聚物。
所述可共聚合的单体可例如为:乙烯、丙烯、1-丁烯、异丁烯等碳数为3至30的烯烃类化合物,其添加量可例如为但不限于2至4mol%,例如2.0、2.5、3.0、3.5或4.0mol%等;丙烯酸或其盐;丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸三级丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸十二酯、丙烯酸十八酯等丙烯酸酯;甲基丙烯酸或其盐;甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸三级丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸十二酯、甲基丙烯酸十八酯等甲基丙烯酸酯;丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N-乙基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、二丙酮丙烯酰胺、丙烯酰胺丙磺酸或其盐、丙烯酰胺丙基二甲基胺或其盐、N-羟甲基丙烯酰胺或其衍生物等丙烯酰胺衍生物;甲基丙烯酰胺、N-甲基甲基丙烯酰胺、N-乙基甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺丙磺酸或其盐、甲基丙烯酰胺丙基二甲基胺或其盐、N-羟甲基甲基丙烯酰胺或其衍生物等甲基丙烯酰胺衍生物;N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基乙酰胺、N-乙烯基吡咯啶酮等N-乙烯基酰胺;甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、正丙基乙烯基醚、异丙基乙烯基醚、正丁基乙烯基醚、异丁基乙烯基醚、三级丁基乙烯基醚、十二基乙烯基醚、硬脂基乙烯基醚等乙烯基醚;丙烯腈、甲基丙烯腈等氰乙烯;氯乙烯、偏二氯乙烯、氟乙烯、偏二氟乙烯等卤化乙烯基;乙酸烯丙酯、氯丙烯等烯丙基化合物;马来酸或其盐、酯或者酸酐;伊康酸或其盐、酯或者酸酐;顺丁烯二酸及其盐或其酯、乙烯基三甲氧基硅烷等乙烯基硅基化合物、乙酸异丙炔酯等;乙烯基三甲氧基硅烷等乙烯基硅基化合物;乙酸异丙烯酯等。此外,所述乙烯酯系聚合物可具有源自此等可共聚合的单体中的1种或2种以上的结构单元。
所使用的聚乙烯醇系树脂的碱化度为95.00mol%或以上,其中“碱化度”,是根据JIS K 6726(1994)标准测试方法所得到的测定值。于一个及多个实施例中,该碱化度是例如:95.00mol%或以上、96.00mol%或以上、97.00mol%或以上、98.00mol%或以上、99.00mol%或以上或99.50mol%或以上。较佳地,该碱化度为99.95mol%以上,更佳地为99.97mol%以上,例如:99.97mol%以上、99.98mol%以上或99.99mol%以上。
根据本发明的一些实施例,本文所述的“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;于本发明中较佳为甘油。且于一个及多个实施例中,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6wt.%、7wt.%、8wt.%、9wt.%、10wt.%、11wt.%、12wt.%、13wt.%、14wt.%及15wt.%;于一较佳实施例中,该可塑剂的添加量相对于聚乙烯醇树脂的重量为10wt.%。
除了上述可塑剂外,溶解制程中亦可视需要进一步添加其他添加剂,包含但不限于界面活性剂等;界面活性剂则包含但不限于阳离子、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。界面活性剂的添加量,是相对于聚乙烯醇树脂的重量为600至3000ppm,但不限于此。
此外,在不妨碍本发明的效果的范围的情况下,该聚乙烯醇膜还可进一步包含水溶性高分子、消泡剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、润滑剂、其他高分子化合物或其组合等成分。
[聚乙烯醇膜的制造方法]
本发明的聚乙烯醇膜的制造方法大体上包含以下步骤:(a)溶解制程:将聚乙烯醇系树脂的膜形成材料升温溶解,并调整该聚乙烯醇系树脂浓度,形成聚乙烯醇浇铸溶液;(b)浇铸制程:将该聚乙烯醇浇铸溶液浇铸至浇铸鼓,自该浇铸鼓剥离后得到聚乙烯醇初成形膜;(c)热辊制程:将该聚乙烯醇初成形膜于多个热辊接触后得到聚乙烯醇初成品膜;(d)热处理制程:将该聚乙烯醇初成品膜置入热处理装置中进行热处理后得到聚乙烯醇半成品膜;以及(e)调温调湿制程:将该聚乙烯醇半成品膜置于调温调湿箱中,进行温度与湿度的调整,得到聚乙烯醇成品膜。
<溶解制程>
根据本发明的一些实施例,溶解制程主要是将聚合度为1500至3500及平均聚合物分散性指数为小于或等于3.5的聚乙烯醇系树脂、溶剂、可塑剂等的膜形成材料,边搅拌边将温度提升为140℃至160℃,具体例如但不限于140℃、150℃或160℃,且其溶解时间为1至3小时,具体例如1小时、2小时或3小时;待溶解均匀后形成聚乙烯醇水溶液,并且调整该聚乙烯醇水溶液的浓度为25至35wt.%,具体例如但不限于25wt.%、30wt.%或35wt.%,得到聚乙烯醇浇铸溶液。
根据本发明的一些实施例,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,故于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。考虑环境以及经济性等方面,于本发明中以水作为溶剂为佳。
<浇铸制程>
根据本发明的一些实施例,浇铸制程主要是将该聚乙烯醇浇铸溶液输送至压出机再次混合均匀及消泡(例如但不限于使用双螺旋压出机消泡)后,再自T型狭缝模唇中吐出,流延至旋转的浇铸鼓(或称浇铸滚筒)上制膜,且该浇铸鼓的温度为88℃至98℃,例如但不限于:90℃、93℃或96℃,进而获得聚乙烯醇初成形膜。根据本发明的一些实施例,于浇铸制程中,经压出机再次混合均匀及消泡后的聚乙烯醇浇铸溶液的温度须控制为至少90℃或以上,例如但不限于:90℃、91℃、92℃、93℃、94℃、95℃、96℃、97℃或98℃。根据本发明的另一些实施例,当聚乙烯醇浇铸溶液流延至旋转的浇铸鼓时,该浇铸鼓的温度较佳为85至95℃,且聚乙烯醇滞留于浇铸鼓的时间较佳为0.6至1.2分钟。
<热辊制程>
根据本发明的一些实施例,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,经多支热辊接触干燥其上下两面后,进一步获得聚乙烯醇初成品膜;其中,该多支热辊(例如为13支热辊)的温度由高至低逐步递减,起始热辊为所有热辊中最高温者,例如但不限于90℃至99℃,具体可例如但不限于90℃、91℃、92℃、93℃、94℃、95℃、96℃、97℃、98℃或99℃,较佳为95℃;最终热辊的温度为所有热辊中最低温者,例如但不限于30℃至40℃。
<热处理制程>
根据本发明的一些实施例,热处理制程主要是在自热辊上剥离后的该聚乙烯醇初成品膜其膜厚方向以热辐射进行加热干燥,进而得到聚乙烯醇半成品膜;其中,该热处理较佳是采用红外线,且该聚乙烯醇初成品膜在红外线加热时的膜面温度为80℃至120℃,具体例如下列数值或其任意二者之间的范围:80℃、90℃、100℃、110℃及120℃,以及加热时间为25至35秒,具体例如下列数值或其任意二者之间的范围:25秒、27秒、29秒、31秒、33秒及35秒。不为特定理论所限制,本发明人发现,该聚乙烯醇初成品膜在加热时的膜面温度若过高,则生成的结晶颗粒的尺寸较大,且结晶分布不均;若过低,则结晶颗粒的尺寸偏小或甚至难以形成结晶,且前述二种状况均会对后续制得的聚乙烯醇膜的储存模量相对温度的曲线的该斜率值的绝对值造成负面影响。
<调温调湿制程>
根据本发明的一些实施例,将该聚乙烯醇半成品膜置于调温调湿箱中于特定时间并调整其温度及相对湿度以利再结晶的进行;其中,该调温调湿箱的该温度可控制为60℃至80℃,具体例如下列数值或其任意二者之间的范围:60℃、70℃及80℃;该相对湿度可控制为60%至80%,具体例如下列数值或其任意二者之间的范围:60%、70%及80%;及该时间可控制为3至8分钟,具体例如下列数值或其任意二者之间的范围:3分钟、4分钟、5分钟、6分钟、7分钟及8分钟。不为特定理论所限制,本发明人发现,借助于提高温度及相对湿度可以加速再结晶作用及聚乙烯醇的重排,来提升聚乙烯醇膜内的结构的紧密性,影响其斜率值的绝对值及该聚乙烯醇的溶出量。
[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。
根据本发明的一些实施例,该偏光膜具有的单体透射率为大于或等于42.5%,具体例如为大于或等于42.5%、大于或等于43.0%或大于或等于43.5%;且具有的红光泄漏率为小于5.0%,具体例如为小于5.0%、小于4.5%、小于4.0%、小于3.5%、小于3.0%、小于2.5%、小于2.0%、小于1.5%或小于1.0%。
根据本发明的一些实施例,本文所述的“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。所述制造方法包括使碘离子吸附的染色步骤、硼酸处理步骤及水洗步骤;于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。较佳地,于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,于水洗步骤之后通常设置有最终干燥步骤。
于膨润步骤中,是将上述聚乙烯醇膜浸渍于例如温度为30℃至55℃的处理浴(例如:纯水)中进行膜面水洗及膨润处理,膨润处理的时间通常为5至300秒,较佳为20至240秒。根据一些实施例,收容有处理浴的膨润槽内配置有多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1.05至2.5倍后实施染色步骤。
于染色步骤中,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。于染色步骤的染色浴例如为含有碘及碘化钾的水溶液,染色浴中碘的浓度较佳为0.01~0.5wt%,碘化钾的浓度较佳为0.01~10wt%,具体实例可为但不限于浓度为0.037wt%的碘与浓度为1.85wt%的碘化钾的水溶液。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。染色浴的温度通常设为为20至45℃,例如在40℃的条件下进行,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2至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。所述硼酸处理浴较佳为除硼酸以外亦含有碘化物,使用的碘化物可为碘化钾或碘化锌等,例如为含有硼酸及碘化钾各为5.5wt%浓度的水溶液。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℃下进行,例如在55℃下进行,而处理时间通常为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3倍以上后进行后续的步骤;延伸倍率的上限没有特别限制,但较佳为8倍以下,例如拉伸至包含但不限于3.3倍以上,如为3.3至8.0倍,更佳为3.5至6.0倍,特佳为4.0至5.5倍。
聚乙烯醇膜经过上述步骤以及后续的水洗及干燥步骤后,形成偏光膜。在水洗及干燥步骤中,利用水或包含碘化物的水溶液清洗残留在膜面的碘液及硼酸,例如但不限于使用浓度为5.5wt%的碘化钾水溶液进行水洗。接着,再经干燥步骤,例如但不限于使用温度为60℃的烘箱干燥5分钟之后,进而形成偏光膜。
更进一步地,该偏光膜包含贴合于该偏光膜的至少一面的保护层。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。根据不同的实施例,该保护层可仅设置于该偏光膜的一个面,亦可设置于该偏光膜的双面。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.聚乙烯醇膜的制备
于此,本发明提供聚乙烯醇膜的非限制性制备方法。根据与以下公开的方法相似的方法,制备非限制性实施例聚乙烯醇膜(实施例1至11)及比较例聚乙烯醇膜(比较例1至6)。
以下为本实施例及比较例制造聚乙烯醇膜所共有的主要步骤,且下表1将详细呈现本实施例及比较例于一个或多个制程参数上的差异:
溶解制程:首先,加入具有特定平均聚合度及聚合物分散性指数(具体的平均聚合度聚合物分散性指数如表1所示)的聚乙烯醇树脂1800公斤、水4000公斤、甘油180公斤于溶解桶中,边搅拌边分别提升溶解温度至150℃并溶解2小时,待溶解均匀后调整聚乙烯醇水溶液的浓度至30wt.%,得到聚乙烯醇浇铸溶液。实施例及比较例中的聚乙烯醇树脂,是使用由乙酸乙烯酯聚合且未改性(即,不含其他共聚单体),并且碱化度为99.95mol%的聚乙烯醇树脂。
浇铸制程:将该聚乙烯醇浇铸溶液输送至压出机再次混合均匀及消泡后,控制该聚乙烯醇浇铸溶液的温度98℃,再自T型狭缝模唇中吐出,流延至旋转的浇铸鼓上制膜,且该浇铸鼓的温度为96℃,进而形成聚乙烯醇初成形膜。
热辊制程:将该将该聚乙烯醇初成形膜自浇铸鼓剥离后,以13支热辊且其温度逐支递减的情况下接触干燥该聚乙烯醇初成形膜的上下两面;其中,第1支热辊为全部热辊中最高温者,其为95℃;第13支热辊为全部热辊中最低温者,其为30℃,以得到聚乙烯醇初成品膜。
热处理制程:接着,使用红外线加热干燥该聚乙烯醇初成品膜30秒,且控制其在红外线加热时的膜面温度于特定范围(具体的在加热时的膜面温度如表1所示),以得到聚乙烯醇半成品膜。
调温调湿制程:随后,将该聚乙烯醇半成品膜置于调温调湿箱以特定的温度及相对湿度于特定时间(具体的温度、相对湿度及时间如表1所示)下进行再结晶,以得到聚乙烯醇成品膜,且该聚乙烯醇成品膜具有特定厚度(具体的厚度如表1所示)。
表1
2.偏光膜的制备
于此,本发明提供由聚乙烯醇膜制备偏光膜的非限制性制备方法。根据以下公开的方法,将非限制性实施例聚乙烯醇膜(实施例1至11)及比较例聚乙烯醇膜(比较例1至6)制备成对应的偏光膜。
以下为本发明实施例及比较例的聚乙烯醇膜制备偏光片所共有的主要步骤:将聚乙烯醇膜放卷后,令其接着进入注满30℃纯水的膨润槽进行膜面水洗与膨润处理;聚乙烯醇膜沿机械方向拉伸至原始长度的1.2倍后,接着进入控温在45℃,含有碘0.037wt.%与碘化钾1.85wt.%的水溶液的染色槽中染色,同时将聚乙烯醇膜沿机械方向延伸至原始长度的3.4倍;染色完成后再进入控温在55℃,含有硼酸与碘化钾各5.5wt.%浓度的水溶液的延伸槽,并把聚乙烯醇膜沿机械方向延伸至原始长度的6倍后,以含有碘化钾5.5wt.%的水溶液清洗残留在膜面的碘液与硼酸。接着,通过60℃烘箱干燥5分钟,上下两面再用三醋酸纤维素保护膜贴合并干燥,即制成偏光膜。
3.分析方法
于此,本发明提供上述实施例1至11及比较例1至6的聚乙烯醇膜的分析及试验方法。
平均聚合度
本发明的平均聚合度的测定方法是依据JIS K 6726(1994)标准方法。
聚合物分散性指数(PDI)
使用凝胶渗透层析法(Gel Permeation Chromatography,GPC)测试聚乙烯醇树脂的峰值分子量及聚合物分散性指数。
仪器及其厂牌:
(1)Waters的515HPLC帮浦;
(2)Waters的717plus自动进样器;
(3)Waters的2414折射率侦测器,侦测温度为36℃;
(4)分析管柱:
Waters的Ultrahydrogel Guard Column,6μm,6mm*40mm,1K-500K、
Waters的Ultrahydrogel 120 Column,6μm,7.8mm*300mm,100-5K、
Waters的Ultrahydrogel 250 Column,6μm,7.8mm*300mm,1K-80K、
Waters的Ultrahydrogel 500 Column,10μm,7.8mm*300mm,5K-400K、
Waters的Ultrahydrogel 1000 Column,12μm,7.8mm*300mm,10K-1M。
测试条件:
(1)分析流速:0.413mL/分钟;
(2)跑液:0.85wt.%硝酸钠水溶液;
(3)管柱烘箱温度:36℃;
(4)标准品:聚乙二醇(PEG),其峰值分子量(Mp)=1608000/1039000/
545000/117900/66200/28330/16100/3860/1450/610/194;
(5)分析样品配置:0.08g待测定的聚乙烯醇树脂、17g的0.85wt.%硝酸钠水溶液及0.45μm PTFE针筒过滤器;
(6)进样量:210μL;
(7)测试时间:106分钟。
数据处理:计算聚乙烯醇树脂的重均分子量(Mw)及数均分子量(Mn),并根据下式计算得到聚合物分散性指数(PDI):PDI=Mw/Mn。
储存模量(E’),及其相对温度的曲线的斜率值的绝对值
仪器及其厂牌:TA仪器的DMA 850
样品制备方法:把聚乙烯醇膜裁成沿机械方向(MD)为5cm、沿幅宽方向(TD)为5mm的矩形,上机前将聚乙烯醇膜的含水率调整为8至9wt.%,使聚乙烯醇膜状态一致。接着,请参阅图2,将聚乙烯醇膜2的一端以约1.11g的燕尾夹3夹正,另一端穿入浸泡拉伸夹具1,让聚乙烯醇膜2的一部分置于固定轴1a及下固定轴1b之间,使燕尾夹3下端3a距离浸泡拉伸夹具1为1cm(图2中所示的距离a),且聚乙烯醇膜2的上端2a与该浸泡拉伸夹具1上端具有预留空间;接着,锁紧上固定轴1a固定聚乙烯醇膜2。接着,请参阅图3,将整个浸泡拉伸夹具1连同其所夹持的聚乙烯醇膜2及燕尾夹3一并垂直地放入装有纯水的100mL烧杯4内使烧杯液面位于上固定轴,烧杯4于30℃恒温水槽(图中未示)内控温,使聚乙烯醇膜2负重(燕尾夹3的重量)膨润20分钟。最后,参阅图4,将浸泡拉伸夹具1由烧杯4取出后保持正立,以燕尾夹3的重量将聚乙烯醇膜2拉撑,确定聚乙烯醇膜2居中后,锁紧浸泡拉伸夹具1的下固定轴1b,再将多余的聚乙烯醇膜2c(即图4中网格状部分)剪除,样品即为夹持于浸泡拉伸夹具1中的经负重膨润的聚乙烯醇膜2b。
测试条件:上开样品在仍固定于浸泡拉伸夹具的状态下,选择震荡升温模式,将样品连同夹持其的浸泡拉伸夹具一起置入装满去离子水的浸泡水槽,频率设定1Hz,震幅设定200μm,持压(force track)设定200%,温度设定从30℃量测到65℃,分析前先以静态力0.15N将膜拉撑后才开始以1℃/min的升温速率分析并绘制储存模量(E’)相对温度变化的曲线图。其中,热电偶感应端置于离水槽底部5mm高的位置。
数据处理:将储存模量(E’)的坐标轴改成线性坐标轴,使用仪器所附软件中内建的斜率分析,设定分析温度区间为45℃至55℃,软件会自动带出计算出斜率值,再将该斜率值取绝对值即可。
45℃及55℃的储存模量(E’):于前述线性坐标轴上的储存模量(E’)对温度的曲线,于45℃及55℃处取得储存模量(E’)的数值。
聚乙烯醇的溶出量
试药配置:
(1)硼酸液:秤取20.00g硼酸于500mL透明定量瓶中,先以少量的去离子水(DIwater)溶解,再补去离子水至500mL的水平刻度线。
(2)碘液:秤取1.27g固态碘及2.50g碘化钾于100mL棕色定量瓶中,先以少量的去离子水(DI water)溶解,再补去离子水至100mL的水平刻度线。
检量线制作:将平均聚合度为2400、碱化度为99.90mol%及聚合物分散性指数为2.2的聚乙烯醇树脂以温度为105℃且时间为3小时烘至绝干,再配置聚乙烯醇树脂浓度为100ppm、50ppm、25ppm、12.5ppm、6.25ppm、3.125ppm、1.5625ppm及0.78125ppm的标准品,各别分析670nm的吸亮度以建立检量线。取标准品20g,置于磨砂口血清瓶内,依序加入15mL硼酸液、3mL碘液及12mL去离子水,摇晃使其混合均匀后放置15分钟。
测试条件:取1L去离子水装于血清瓶中,并将该血清瓶置于温度为40℃的恒温水槽中。裁切聚乙烯醇膜为沿机械方向(MD)为5cm且沿幅宽方向(TD)为5cm的试片共20片,每片试片浸泡至该血清瓶中的去离子水中,待浸泡1分钟后取出,总共连续浸泡20片试片。而后将该血清瓶从该恒温槽中取出,并将该血清瓶冷却至25℃,并记录该血清瓶中的溶液的重量。秤取该血清瓶中的溶液20g,置于磨砂口血清瓶内,依序加入15mL硼酸液、3mL碘液及12mL去离子水,摇晃使其混合均匀后放置15分钟;接着,使用紫外-可见光光谱仪(Ultraviolet-visible spectroscopy,UV-vis)分析该溶液在670nm的吸亮度,将所得结果带入检量线回推浓度,即可得到聚乙烯醇的溶出量。
聚乙烯醇膜的厚度
仪器及其厂牌:Mitutoyo 543-391B
测试方法:分析前确认接触试探针在平台上的刻度为0,在将待测的聚乙烯醇膜置于平台上平放,拉起该探针轻放在该聚乙烯醇膜上并读取厚度值即可。
4.评价方法及结果
于此,本发明提供针对实施例及比较例的聚乙烯醇膜及偏光膜的评价方法,以及其与上述分析内容的对应结果。
延伸张力评价
仪器及其厂牌:弘达的拉力试验机HT-9102
样品制备方法:将聚乙烯醇膜裁切成沿机械方向(MD)为150mm、沿幅宽方向(TD)为12.7mm的矩形试片。将该试片置于温度为23℃及相对湿度为50%的环境中调温调湿20小时,再使其浸泡于温度为50℃及浓度为2wt.%的硼酸水溶液中30秒,浸泡完即刻上机测试。
测试条件:固定夹具间距5cm,控制拉力速度240mm/分钟,于计算机内输入样品的厚度及其沿机械方向及幅宽方向的长度,系统将自动进行延伸张力的换算。
断膜评价
测试条件:连续使用聚乙烯醇膜10000m进行偏光膜制作。
评价标准:
○:制程中无破裂发生
╳:制程中有大于或等于1次的破裂发生
单体透射率
仪器及其厂牌:JASCO的分光亮度计V-7100
样品制备方法:在偏光膜幅宽的中间位置裁切沿机械方向(MD)为2cm、沿幅宽方向(TD)为2cm的正方形样本2片。
测试条件:使用附有积分球的分光亮度计V-7100,依据JIS Z8722(2009)标准方法,进行C光源、2°视野的可见光领域的视感度校正。如图5所示,取重叠的样品,其中一个样品的机械方向MD1与另一个样品的机械方向MD2呈垂直。如图6A所示,顺时针旋转一个样品,使这两个样品的机械方向MD1与MD2夹角A为+45°,测定波长为550nm时的光的透射率T1;如图6B所示,逆时针旋转其中一个样品,使这两个样品的机械方向MD1与MD2夹角B为-45°,测定波长为550nm时的光的透射率T2。再根据下式求得单体透射率Ts(%)=(Ts1+Ts2)/2。
红光泄漏率
仪器及其厂牌:JASCO的分光亮度计V-7100
样品制备方法:取偏光膜其全幅宽方向距左侧边部5cm处(如图7中所示的距离x)、正中间、距右侧边部5cm处(如图7中所示的距离x)的三个位置,并在该三个位置各裁切沿机械方向(MD)为2cm、沿幅宽方向(TD)为2mm的正方形样品2片(如图7所示)。
测试条件:
单体透射率Ts(%):依据前述单体透设率的方法,检测左侧边部、正中间、右侧边部共三个位置的单体透射率Ts(%)。
透射率T700⊥(%):取相同位置的2片样品并彼此重叠,如图5所示,其中一个样品的机械方向MD1与另一个样品的机械方向MD2呈垂直。如图6A所示,顺时针旋转其中一个样品,使这两个样品的机械方向MD1与MD2夹角A为45°,并测定波长为700nm时的光的透射率T45;如图6B所示,逆时针旋转其中一个样品,使这两个样品的机械方向MD1与MD2夹角B为45°,测定波长为700nm时的光的透射率T-45。取T45与T-45的平均值作为该位置的透射率T700⊥(%)。
红光泄漏率:以单体透射率Ts(%)为横轴、透射率T700⊥(%)为纵轴,将三个位置的分析值做一条近似直线,并从该近似直线求得单体透射率Ts为44%时的透射率T700⊥(%)(即波长700nm的光的正交透射率),此即为红光泄漏率。
评价标准:红光泄漏率小于5%为佳。
进一步地,将本发明实施例1至11及比较例1至6的聚乙烯醇膜的延伸张力评价及断膜评价及对应的偏光膜的单体透射率及红光泄漏率的结果与该聚乙烯醇膜的储存模量相对温度的曲线的斜率值的绝对值(表2中简称为斜率值的绝对值)及聚乙烯醇的溶出量一并呈现于表2。
表2
根据表2可见,实施例1至11的聚乙烯醇膜的斜率值的绝对值皆在0.20至0.70MPa/℃的范围内,且其聚乙烯醇的溶出量皆在0.20至9.00ppm/m2的范围内,观察到该些聚乙烯醇膜皆具有较小的延伸张力为13.0至30.0N/mm2及良好的断膜评价;并且,由该些聚乙烯醇膜制备而得的偏光膜皆具有高单体透射率为大于或等于42.5%及低红光泄漏率为小于5.0%。反之,比较例1至6的聚乙烯醇膜不同时具有在理想范围的斜率值的绝对值及聚乙烯醇的溶出量,则该些聚乙烯醇膜及其对应的偏光膜无法同时具有上述技术效果。有鉴于此,唯有同时控制聚乙烯醇膜的斜率值的绝对值及聚乙烯醇的溶出量于所述理想范围内,方能改善聚乙烯醇膜因延伸张力过高而在拉伸时易断膜的问题,以及由其所制备而得的偏光膜具有的低单体透射率及高红光泄漏率的问题。
进一步地,将本案实施例1至11及比较例1至6的聚乙烯醇膜对应的偏光膜的红光泄漏率的结果与其聚乙烯醇膜的45℃的储存模量及55℃的储存模量一并呈现于表3。
表3
根据表3可见,当同时控制聚乙烯醇膜的45℃的储存模量为5.00至14.00MPa,以及55℃的储存模量为3.00至7.00MPa时,由该聚乙烯醇膜所制备而得的偏光膜具有低红光泄漏率为小于5.0%,如实施例1至11及比较例1、3、4及6。反之,当未同时控制聚乙烯醇膜的45℃的储存模量及55℃的储存模量于理想范围时,则由该聚乙烯醇膜所制备而得的偏光膜具有高红光泄漏率,如比较例2及5。有鉴于此,当同时控制聚乙烯醇膜的45℃的储存模量及55℃的储存模量于理想范围时,方能改善由聚乙烯醇膜所制备而得的偏光膜具有的高红光泄漏率的问题。
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至5具体包括1、2、3、4和5,以及诸如2至5、3至5、2至3、2至4、1至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之间存在不一致的情况下,以本文为准。
【符号说明】
1:浸泡拉伸夹具
1a:上固定轴
1b:下固定轴
2:聚乙烯醇膜
2a:上端
2b:经负重膨润的聚乙烯醇膜
2c:多余的聚乙烯醇膜
3:燕尾夹
3a:底端
4:烧杯
a、x:距离
A、B:角度
MD1、MD2:机械方向

Claims (13)

1.一种聚乙烯醇膜,包括:聚乙烯醇树脂;
其中,所述聚乙烯醇膜于40℃水中浸泡1分钟具有的聚乙烯醇的溶出量为0.20至9.00ppm/m2;且
所述聚乙烯醇膜在水中,以升温速率为1℃/分钟从30℃升温至65℃测得储存模量(E’)相对温度的曲线,所述曲线在45℃至55℃的区间中具有斜率值,所述斜率值的绝对值为0.20至0.70MPa/℃。
2.如权利要求1所述的聚乙烯醇膜,其中,所述聚乙烯醇的溶出量为1.60至7.20ppm/m2;且所述斜率值的绝对值为0.20至0.60MPa/℃。
3.如权利要求2所述的聚乙烯醇膜,其中,所述斜率值的绝对值为0.25至0.60MPa/℃。
4.如权利要求3所述的聚乙烯醇膜,其中,所述斜率值的绝对值为0.35至0.55MPa/℃。
5.如权利要求1所述的聚乙烯醇膜,其中,所述聚乙烯醇膜在45℃具有的储存模量(E’)为5.00至14.00MPa;且所述聚乙烯醇膜在55℃具有的储存模量(E’)为3.00至7.00MPa。
6.如权利要求2所述的聚乙烯醇膜,其中,所述聚乙烯醇膜在45℃具有的储存模量(E’)为8.00至11.50MPa;且所述聚乙烯醇膜在55℃具有的储存模量(E’)为4.00至6.00MPa。
7.如权利要求1至6任一项所述的聚乙烯醇膜,其于50℃的2wt.%硼酸水溶液中浸泡30秒具有的延伸张力为13.0至30.0N/mm2
8.如权利要求1至6任一项所述的聚乙烯醇膜,其中,所述聚乙烯醇树脂具有的平均聚合度为1500至3500。
9.如权利要求1至6任一项所述的聚乙烯醇膜,其中,所述聚乙烯醇树脂具有的聚合物分散性指数(Polymer Dispersity Index,PDI)为小于或等于3.5。
10.如权利要求1至6任一项所述的聚乙烯醇膜,其具有的厚度为45至75μm。
11.一种光学膜,其是由如权利要求1至10任一项所述的聚乙烯醇膜所制得。
12.如权利要求11的光学膜,其是偏光膜。
13.如权利要求12的光学膜,其中所述偏光膜具有的单体透射率为大于或等于42.5%,且具有的红光泄漏率为小于5.0%。
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