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TW202446854A - 聚乙烯醇膜及由其製得之光學膜 - Google Patents

聚乙烯醇膜及由其製得之光學膜 Download PDF

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Abstract

本發明係關於一種聚乙烯醇膜及由其製得之光學膜，該聚乙烯醇膜包含鹼化度為95mol%或以上之聚乙烯醇樹脂；其中，該聚乙烯醇膜在55℃之4wt%硼酸液中浸泡1分鐘所得之面膨潤度為17.0至38.0%，且該聚乙烯醇膜在水中於30℃至55℃區間之儲存模量(E’) 具有一轉折點溫度為37至40℃。由本發明之聚乙烯醇膜製成光學膜具有偏光度佳，及偏光度衰退值低的特性。

Description

聚乙烯醇膜及由其製得之光學膜
本發明係關於一種聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，PVA)製品，特別係一種聚乙烯醇膜以及由其製得之光學膜，但並不以此為限。
聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，PVA)膜係一種由含聚乙烯醇高分子以及可塑劑之水溶液所塗布、烘乾而得的親水性材料，其具有高透明度、機械強度、水溶性、可加工性佳等性能，已廣泛用於包裝材料或電子產品的各式光學膜，例如：偏光膜。
聚乙烯醇膜經偏光製程加工而得的偏光膜具有只允許特定方向光線通過之特性，且得以藉此控制通過光線的明暗度；基於此特性，偏光膜應用於各式顯示器、眼鏡以及穿戴式裝置，成為不可或缺的組件。所謂偏光製程大致上包括膨潤、拉伸及染色等步驟；具體而言，會將聚乙烯醇膜置於溶液中進行前述步驟，令染料分子擴散進入到聚乙烯醇膜中的分子之間，並透過拉伸得到相對規則性的排列，使偏光膜能吸收平行於其排列方向的光分量，並使垂直方向的光分量通過，而產生偏光特性。
偏光膜應具有合適的光學特性，例如：偏光度高及偏光度衰退值低。為此，先前技術會改變聚乙烯醇的結構、或加入官能基來改善光學特性。先前技術如中華民國發明專利公開第202231448提供一種具極佳的偏光性能且收縮應力小的偏光膜，其係於製造偏光薄膜時，同時控制總頸縮率(A)、拉伸步驟中的頸縮率(B)、乾燥步驟中的頸縮率(C)。藉由控制總頸縮率(A)能抑制偏光性能與良率的降低，另也藉由適當控制拉伸步驟中的頸縮率(B)與乾燥步驟中的頸縮率(C)，能製造偏光性能優良且收縮應力小的偏光薄膜。
除此之外，先前技術如中華民國發明專利公開第202212872號揭示之偏光膜，則是使用染色三醋酸纖維素薄膜作為保護層，以抑制偏光膜的偏光度在高溫高濕環境下降低。
現有技術中利用聚乙烯醇膜製備光學膜時，仍常見在長時間使用下，偏光度嚴重衰退的情況。對此，本發明人發現，藉由調控聚乙烯醇膜，使其浸泡在特定濃度的硼酸液、溫度及時間下，具有一特定範圍的面膨潤度，並使其在特定溫度區間之儲存模量(E’)具有一特定範圍之轉折點溫度；則其所製得的偏光膜將具備優異的偏光度，且得以改善光學膜經長時間使用下，偏光度衰退的問題。
具體而言，本發明一方面提供一種聚乙烯醇膜，該聚乙烯醇膜包含鹼化度為95mol%或以上之聚乙烯醇樹脂；其中，該聚乙烯醇膜在55℃之4wt%硼酸液中浸泡1分鐘所得之面膨潤度為17.0至38.0%，且該聚乙烯醇膜在水中於30℃至55℃區間之儲存模量(E’) 具有一轉折點溫度為37至40℃。
於一及多個實施例，該聚乙烯醇膜具有一面膨潤度為17.5至35.0%，且該轉折點溫度為37.8至38.5℃。
於一及多個實施例，該聚乙烯醇膜在55℃之4wt%硼酸液中浸泡1分鐘所得之TD(Transverse Direction)方向膨潤度為9.0至18.0%，且MD(Machine Direction)方向膨潤度為7.5至18.0%。
於一及多個實施例，該聚乙烯醇膜之TD方向膨潤度為9.0至16.50%，且該MD方向膨潤度為8.0至16.0%。
於一及多個實施例，該聚乙烯醇膜之TD方向膨潤度與該MD方向膨潤度之差值的絕對值為小於或等於5%。
於一及多個實施例，該聚乙烯醇膜之TD方向膨潤度與MD方向膨潤度之比值為0.9至1.7。
於一及多個實施例，該聚乙烯醇膜之TD方向膨潤度與MD方向膨潤度之比值為0.95至1.60。
於一及多個實施例，該聚乙烯醇膜之平均聚合度為1500至3500。
於一及多個實施例，該聚乙烯醇膜之平均聚合度為2000至3500。
於一及多個實施例，該聚乙烯醇膜之厚度為30至75μm。
本發明另一方面提供一種光學膜，其係由上述聚乙烯醇膜所製得。
於一及多個實施例，該光學膜係一偏光膜。
於一及多個實施例，該偏光膜之偏光度大於等於99.99%。
於一及多個實施例，該偏光膜經80℃熱處理500小時，其偏光度衰退值小於等於0.01%。
於一及多個實施例，該偏光膜經80℃熱處理500小時，其面收縮率小於等於2%。
於一及多個實施例，該偏光膜經80℃熱處理500小時，其TD方向收縮率及MD方向收縮率皆小於等於1%。
本發明之聚乙烯醇膜可適用於多種用途，特別適用於製備光學膜，例如：偏光膜。使用本發明之技術內容所獲得之聚乙烯醇膜來製備的偏光膜具有優異的偏光度，且能改善經長時間使用下偏光度的衰退情形。
除此之外，本發明人亦發現，當控制本發明之聚乙烯醇膜，使其浸泡在特定濃度的硼酸液、溫度及時間下，具有一特定範圍的膨潤度時，則得以製成具有改善收縮率之光學膜；更進一步地，當該聚乙烯醇膜具有一特定範圍之TD膨潤度及一特定範圍之MD膨潤度時，由其所製得之光學膜具有則在對應的方向上皆具備改良的收縮率。藉此，本發明可避免長時間於高熱環境下使用而致使光學膜的邊角翹曲之情形。
為了使本發明的敘述更加詳盡與完備，下文針對了本發明的實施態樣與具體實施例提出了說明性的描述，但這並非實施或運用本發明具體實施例的唯一形式。在本說明書及後附之申請專利範圍中，除非上下文另外載明，否則「一」及「該」亦可解釋為複數。
雖然用以界定本發明的數值範圍與參數皆是約略的數值，此處已盡可能精確地呈現具體實施例中的相關數值。然而，任何數值本質上不可避免地含有因個別測試方法所致的標準偏差。在此處，「約」一詞代表實際數值落在平均值的可接受標準誤差之內，是本發明所屬領域中具有通常知識者的考量而定。
[聚乙烯醇膜]
本發明一方面提供一種聚乙烯醇膜，該聚乙烯醇膜包含鹼化度為95 mol %或以上之聚乙烯醇樹脂；其中，該聚乙烯醇膜在55℃之4wt%硼酸液中浸泡1分鐘所得之面膨潤度為17.0至38.0%，且該聚乙烯醇膜在水中於30℃至55℃區間之儲存模量(E’) 具有一轉折點溫度為37至40℃。根據一些實施例，本發明之聚乙烯醇膜之厚度為30至75 μm。具體如以下數值中任意二者的範圍，例如：30 μm、35 μm、40 μm、45 μm、50 μm、55 μm、60 μm、65 μm、70 μm、75μm，前述數值僅具例示而無限制性。
本文所述之「膨潤度」，係包含聚乙烯醇膜的「面膨潤」、「TD方向(Transverse Direction)膨潤度(以下稱TD方向膨潤度)、及「MD方向(Machine Direction)膨潤度(以下稱MD方向膨潤度)」。本文所述之「在55℃之4wt%硼酸液中浸泡1分鐘所得之面膨潤度(以下簡稱面膨潤度)」係將聚乙烯醇膜浸泡於55℃之4wt%硼酸液中1分鐘後，計算聚乙烯醇膜的面積改變量所獲得。
聚乙烯醇膜存有結晶區及非晶區。當聚乙烯醇膜浸泡在硼酸液中時，含硼酸的水溶液會進入膜內的非晶區內，且將部分的結晶溶解；溶液中的硼酸也會進一步與分子進行交聯鍵結。本發明人發現，所述面膨潤度之數值範圍與後續製成的光學膜偏光度、偏光度衰退情形以及光學膜的收縮率有關。據推測，當有越多結晶溶解時，與硼酸鍵結的數量就越多，使分子間結構更為穩定。可能原因在於，當結晶部分溶解後，溶解處的鏈段在排列上相對有序，且可自由移動並改變鏈段間距，能產生較多適合硼酸鍵結的位置；而本身就為非晶態的鏈段則因彼此間距不定且排列雜亂，能與硼酸鍵結的位置較少。如此，當所述聚乙烯醇膜的膨潤度過低時，代表其被溶解的結晶較少，能與硼酸交聯的鏈段數量及區域亦較少，致使分子間結構較不穩定，分子間結構易受熱改變，進而導致後續光學膜的偏光度衰退，以及容易產生面收縮而使偏光膜變形。另一方面，當膨潤度過高時，代表聚乙烯醇膜內有過多的結晶被溶解，反而導致聚乙烯醇膜的結晶量不足，使得膜的物理強度降低而易破損。
是以，為了使聚乙烯醇膜兼具穩定的分子間結構及良好的物理強度，需控制該面膨潤度於一特定範圍；具體而言，本發明之聚乙烯醇膜在55℃之4wt%硼酸液中浸泡1分鐘所得之面膨潤度為17.0至38.0%，如以下數值中任意二者的範圍內，例如：17.0%、17.5%、18.0%、18.5%、19.0%、19.5%、20.0%、20.5%、21.0%、21.5%、22.0%、22.5%、23.0%、23.5%、24.%0、24.5%、25.0%、25.5%、26.0%、26.5%、27.0%、27.5%、28.0%、28.5%、29.0%、29.5%、30.0%、30.5%、31.0%、31.5%、32.0%、32.5%、33.0%、33.5%、34.0%、34.5%、35.0%、35.5%、36.0%、36.5%、37.0%、37.5%、或38.0%；較佳地，該聚乙烯醇膜的面膨潤度為17.5至35.0%或35%。
本文所述之「模量」是材料力學中用以分析應力與應變關係的物性特徵，為應力與應變的比值；若施加在材料上的應力為正向力，得到的模量以E表示；而「儲存模量(E’)」係材料吸收施加能量所轉換成的儲存內能，通常用以回復變形，維持材料原本的外觀，其與材料的彈性特徵相關；其還可以反應出材料的剛性，從分子的觀點來看，儲存模量(E’)越高表示分子間作用力越強。
本文所述之「在水中於30℃至55℃區間之儲存模量(E’)具有一轉折點溫度(以下簡稱為E’轉折點溫度)」係將聚乙烯醇膜浸泡水中，以升溫模式量測聚乙烯醇膜的儲存模量(E’)的變化所獲得。由於水分大量被膜吸收後，聚乙烯醇的分子鏈經膨潤而分開，導致分子鏈間的交纏作用減少，此時儲存模量(E’)的應答較受到膜內結晶影響；因此，聚乙烯醇浸泡水中的儲存模量(E’)分析可用以評估不同溫度下膜內的結晶度變化。更進一步，聚乙烯醇膜在水中分析儲存模量(E’)隨溫度的變化曲線具有如圖1之特徵，在30℃至55℃之間的變化曲線有兩個不同的斜率，而該二斜率的切線交點便係E’轉折點，其對應到的溫度即為E’轉折點溫度(如圖1中箭頭所指處)。
本發明人發現，E’轉折點溫度代表的物理意義包括其為聚乙烯醇膜內的結晶開始大量溶解的溫度；若E’轉折點溫度愈高，顯示膜內的平均結晶顆粒較大，因而在比較高溫的時候才出現大量結晶溶解的情形。不為特定理論所限制下，據推測，當結晶顆粒大小控制在合適的範圍內，聚乙烯醇膜將具有最適合與硼酸交聯的結晶溶殘的數量及區域，使得由該聚乙烯醇膜製得之光學膜(例如偏光膜)在高溫且長時間使用下，其偏光度具有不易衰退的功效。
是以，為了獲得上述之功效，需控制E’轉折點溫度於一特定範圍；具體而言，本發明之本發明之聚乙烯醇膜在水中於30℃至55℃區間(偏光膜製程中首次拉伸的溫度範圍)之儲存模量(E’)具有一轉折點溫度為37至40℃，例如但不限於：37℃、37.1℃、37.3℃、37.5℃、37.7℃、37.9℃、38℃、38.1℃、38.3℃、38.5℃、38.7℃、38.9℃、39℃、39.1℃、39.3℃、39.5℃、39.7℃、39.9℃或40℃；較佳地，該聚乙烯醇膜之E’轉折點溫度為37.8至38.5℃，如以下數值中任意二者的範圍內，例如：37.8℃、37.9℃、38.0℃、38.1℃、38.2℃、38.3℃、38.4℃或38.5℃。需注意的是，當量測溫度大於55℃時，聚乙烯醇膜可能因為結晶完全消失而導致其物性急遽變動，因此分析轉折點溫度時，所設定的分析溫度區間應避免超過55℃。
另外，關於前述E’轉折點溫度之量測方式，由於聚乙烯膜會吸水(甚至是空氣中之水分)而影響其結晶態等狀態，因此，在聚乙烯膜量測其E’轉折點溫度之前，可先透過前處理，將每個待量測的聚乙烯膜的含水率調整為一致，使各聚乙烯膜的待測狀態為一致。含水率通常可調整至約8至9wt%，但本文中並不限定於此。
本文所述之「鹼化度」，係根據JIS K 6726 (1994)標準測試方法所得到的測定值。於一及多個實施例中，該聚乙烯醇系樹脂的鹼化度為95mol%或以上，例如：95mol%或以上、95.5mol%或以上、96mol%或以上、96.5mol%或以上、97mol%或以上、97.5mol或%以上、98mol%或以上、98.5mol%或以上、99mol%或以上或99.5mol%或以上。根據本發明一實施例，本發明之聚乙烯醇系樹脂的鹼化度大於99.90mol%，例如大於99.90mol%、大於99.92mol%、大於99.94mol%、大於99.96mol%或大於99.98mol%；較佳地，該聚乙烯醇系樹脂的鹼化度為99.95mol%以上，例如：99.95mol%以上、99.97mol%以上或99.99mol%以上；更佳地，該聚乙烯醇系樹脂的鹼化度99.97mol%以上，例如：99.97mol%以上、99.98mol%以上或99.99mol%以上。
本文所述之「在55 ℃之4wt%硼酸液1中浸泡1分鐘所得之TD方向膨潤度(以下簡稱TD方向膨潤度)及MD方向膨潤度(以下簡稱MD方向膨潤度)」係將聚乙烯醇膜浸泡於55℃之4wt%硼酸液中1分鐘後，分別計算聚乙烯醇膜的沿TD方向及沿MD方向的長度改變量所獲得。其中，所述TD方向又稱為橫向方向，而所述MD方向又稱為機械方向。不為特定理論所限制下，將聚乙烯醇膜之TD方向膨潤度及MD方向膨潤度分別控制於一特定範圍時，可分別降低後續製成之光學膜的TD、MD方向收縮率，從而該貼附於顯示裝置上之光學膜，在高溫且長時間使用下可避免該光學膜有邊角翹曲之情形。
是以，為了獲得上述的功效，本發明之聚乙烯醇膜之TD方向膨潤度為9.0至18.0%，如以下數值中任意二者的範圍內，例如：9.0%、9.5%、10.0%、10.5%、11.0%、11.5%、12.0%、12.5%、13.0%、13.5%、14.0%、14.5%、15.0%、15.5%、16.0%、16.5%、17.0、17.5%或18.0%；更佳地， 該聚乙烯醇膜之TD方向膨潤度為9.0至16.5%；且，該聚乙烯醇膜之MD方向膨潤度為7.5至16.0%，如以下數值中任意二者的範圍內，例如：7.5%、8.0%、8.5%、9.0%、9.5%、10.0%、10.5%、11.0%、11.5%、12.0%、12.5%、13.0%、13.5%、14.0%、14.5%、15.0%、15.5%或16.0%；更佳地，該聚乙烯醇膜之MD方向膨潤度為8.0至16.0%。
於一及多個實施例中，該聚乙烯醇膜之TD方向膨潤度與MD方向膨潤度之差值的絕對值為小於或等於5%，例如：小於或等於5%、小於或等於4.5%、小於或等於4%、小於或等於3.5%、小於或等於3%、小於或等於2.5%、小於或等於2%、小於或等於1.5%、小於或等於1%或小於或等於0.5%。
於一及多個實施例中，該聚乙烯醇膜之TD方向膨潤度與MD方向膨潤度之比值為0.95至1.60，如以下數值中任意二者的範圍內，例如：0.95、1.00、1.05、1.10、1.15、1.20、1.25、1.30、1.35、1.40、1.45、1.50、1.55或1.60。
不為特定理論所限制，當上述TD方向膨潤度與MD方向膨潤度之差值的絕對值或比值過大時，後續製成之包含該聚乙烯醇膜的顯示器，可能出現偏光膜與保護層或偏光膜與玻璃剝離的現象，進而產生該顯示器劣化的問題。
本文所述之「平均聚合度」係根據JIS K 6726 (1994)標準測試方法所測得。於一及多個實施例，該聚乙烯醇膜之平均聚合度為1500至3500，如以下數值中任意二者的範圍內，例如：1500、1600、1700、1800、1900、2000、2100、2200、2300、2400、2500、2600、2700、2800、2900、3000、3100、3200、3300、3400或3500；較佳地，該聚乙烯醇膜之平均聚合度為2000至3500。
不為特定理論所限制下，本發明人發現，上述面膨潤度、E’轉折點溫度、TD方向膨潤度及MD方向膨潤度，可透過調整聚乙烯醇膜之樹脂原料的平均聚合度而予以控制；此外，亦可透過調整製造方法中原料的溶解溫度及時間、在大於50℃下乾燥的總時間及聚乙烯醇膜中聚乙烯醇高分子的分子配向而予以控制，但並不以此為限。
[聚乙烯醇膜之製造方法]
本發明之聚乙烯醇膜的製造方法大體上包含以下步驟：(a)溶解製程：將一聚乙烯醇系樹脂升溫溶解，並調整該聚乙烯醇系樹脂濃度，形成一聚乙烯醇澆鑄溶液；(b)澆鑄製程：將該聚乙烯醇澆鑄溶液澆鑄至一澆鑄鼓，自該澆鑄鼓剝離後得到一聚乙烯醇初成形膜；(c)熱輥製程：將該聚乙烯醇初成形膜於複數個熱輥接觸後獲得一聚乙烯醇膜半成品；(d)烘箱製程：將該聚乙烯醇膜半成品置入一烘箱內乾燥後，得到一聚乙烯醇膜成品；以及 (e)調溫調濕製程：將該聚乙烯醇膜成品置於調溫調濕箱中，進行溫度與濕度調整後得到聚乙烯醇膜；其中，在上述熱輥及烘箱製程中，控制溫度大於50℃的乾燥的總時間為10至20分鐘。
[溶解製程]
根據一些實施例，溶解製程主要係將聚乙烯醇系樹脂、溶劑、可塑劑等邊攪拌邊將溫度提升為130至165℃，並溶解1至5小時，調整樹脂至適當濃度，進而得到聚乙烯醇澆鑄溶液。所述之樹脂之適當濃度約為20至50wt%，例如：20、30、40或50 wt%；若樹脂濃度過低，後續膜的乾燥負荷變高；反之，若樹脂濃度過高則黏度過高，將使製膜困難。
於一及多個實施例中，前述溶解製程中所使用的聚乙烯醇樹脂，係由乙烯酯系樹脂單體聚合，形成平均聚合度為1500至3500之聚乙烯酯系樹脂後，再進行皂化反應以獲得鹼化度大於95mol%之聚乙烯醇系樹脂。據信，平均聚合度可影響聚乙烯醇分子於水中的溶解及舒展，進而影響聚乙烯醇膜成品之結晶顆粒及結晶度。聚合度越大，聚乙烯醇膜成品之結晶顆粒越大且結晶度越高；然而，過高的聚合度會使結晶顆粒過大，進而影響到E’轉折點溫度；此外，聚合度過低，會使E’轉折點過低，亦會使膜的機械強度過低。
其中，該乙烯酯系樹脂單體可為甲酸乙烯酯、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類，亦或是其等的組合，於本發明中不予以限制。較佳為使用乙酸乙烯酯。此外，前述乙烯酯系樹脂單體亦可透過添加烯烴類化合物或丙烯酸酯衍生物進行共聚合而改性。其中，該烯烴類化合物可為乙烯、丙烯或丁烯等，於本發明中不予以限制；該烯烴類化合物的添加量可為但不限於2至4 mol%，例如2 mol%、2.5 mol%、3 mol%、3.5 mol%或4 mol%等。該丙烯酸酯衍生物可為丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸異丙酯或丙烯酸正丁酯等，於本發明中不予以限制。
於一及多個實施例中，前述溶解製程中所使用的溶劑，只要能夠溶解聚乙烯醇樹脂即可，故於本發明中並不予以限定。作為溶劑，例如但不限於：水、二甲亞碸、二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯烷酮、乙二胺、二亞乙基三胺等，上述溶劑可單獨使用一種，此外也可並用兩種以上。考量環境以及經濟性等面向，於本發明中以水作為溶劑為佳。
於一及多個實施例中，本文所述之「可塑劑」具體可為但不限於：甘油、乙二醇、丙二醇、二乙二醇、二甘油、三乙二醇、四乙二醇或三羥甲丙烷等，或前述任何可塑劑的組合；於本發明中較佳為甘油。且於一及多個實施例中，該可塑劑的添加量相對於聚乙烯醇樹脂之重量為5至15wt%，具體例如但不限於5 wt%、6 wt%、7 wt%、8 wt%、9 wt%、10 wt%、11 wt%、12 wt%、13 wt%、14 wt%及15 wt%，與一較佳實施例中，該可塑劑的添加量相對於聚乙烯醇樹脂之重量為10 wt%。
除了上述可塑劑外，溶解製程中亦可視需要進一步添加其他添加劑，包含但不限於界面活性劑等；界面活性劑則包含但不限於陽離子、陰離子或非離子型界面活性劑，具體可為但不限於：月桂酸鉀等的羧酸鹽型、月桂醇聚醚硫酸酯鈉等的硫酸酯鹽型、十二基苯磺酸鹽等的磺酸鹽型、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、聚氧化乙烯月桂醯胺等的烷基醯胺型、聚氧化乙烯聚氧化丙烯醚等的聚丙二醇醚型、月桂酸二乙醇醯胺、油基二乙醇醯胺等的烷醇醯胺型、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鈉等。
於一及多個實施例中，溶解該聚乙烯醇系樹脂水溶液之溫度較佳為130至165℃，如以下數值之任意二者的範圍，具體例如：130℃、135℃、140℃、145℃、150℃、155℃、160℃或165℃。據信，該溶解溫度影響聚乙烯醇樹脂的溶解與添加劑的分散。當該溶解溫度越高，聚乙烯醇樹脂的溶解與添加劑的分散效果則越佳，使得所形成之聚乙烯醇膜之結晶顆粒越小，且結晶度越低；然而，當該溶解溫度過高時，則可能造成所形成之聚乙烯醇膜局部黃化。反之，不為特定理論所限制下，當該溶解溫度過低，聚乙烯醇樹脂的溶解與添加劑的分散效果則不佳，所形成之聚乙烯醇膜之結晶顆粒較大，進而導致聚乙烯醇膜的E’轉折點溫度過高。
於一及多個實施例中，溶解該聚乙烯醇系樹脂水溶液之時間較佳為1至5小時，如以下數值之任意二者的範圍，具體例如：1小時、2小時、3小時、4小時或5小時。據信，該溶解時間影響聚乙烯醇樹脂的溶解與添加劑的分散。當該溶解時間越長，聚乙烯醇樹脂的溶解與添加劑的分散效果則越佳，進而令聚乙烯醇膜之結晶顆粒越小，且結晶度越低。反之，不為特定理論所限制下，當該溶解時間過短，聚乙烯醇樹脂的溶解與添加劑的分散效果則不佳，所形成之聚乙烯醇膜之結晶顆粒較大，進而導致聚乙烯醇膜的E’轉折點溫度過高。
[澆鑄製程]
根據一些實施例，澆鑄製程主要係將該聚乙烯醇澆鑄溶液輸送至雙螺旋押出機，經押出機再次混和均勻及消泡(例如但不限於使用雙螺旋押出機消泡)後，再自T型狹縫模唇中吐出，流延至旋轉的高溫澆鑄鼓(或稱澆鑄滾筒) 、無端皮帶等作為支持體的澆鑄鼓上製膜，進而獲得一聚乙烯醇初成形膜。在一或多個實施例中，於澆鑄製程，聚乙烯醇澆鑄溶液輸送時的傳送溫度較佳控制為至少90℃或以上，例如但不限於：90℃、91℃、92℃、93℃、94℃、95℃、96℃、97℃、98℃或99℃；此外，經押出機再次混和均勻及消泡後的聚乙烯醇澆鑄溶液也須控制為至少90℃或以上，例如但不限於：90℃、91℃、92℃、93℃、94℃、95℃、96℃、97℃或98℃。
在一或多個實施例中，當聚乙烯醇澆鑄溶液流延至旋轉的高溫澆鑄鼓時，該澆鑄鼓的溫度較佳為85至95℃，且聚乙烯醇滯留於澆鑄鼓的時間較佳為0.6至1.2分鐘。
[熱輥製程]
根據一些實施例，熱輥製程主要係將自澆鑄鼓上剝離後的該聚乙烯醇初成形膜，經複數個熱輥接觸乾燥其上下兩面後，進一步獲得一聚乙烯醇膜半成品。其中，該複數個熱輥(例如為13至19個熱輥)之溫度由高至低逐步遞減，且起始熱輥為所有熱輥中最高溫者(例如但不限於90至99℃，具體可例如但不限於90、91、92、93、94、95、96、97、98或99℃)，最終熱輥之溫度為所有熱輥中最低溫者(例如但不限於25至40℃，具體可例如但不限於25、30、35或40℃)。
[烘箱製程]
根據一些實施例，烘箱製程主要係以烘箱將自熱輥上剝離後的該聚乙烯醇膜半成品的上下兩面進行乾燥(例如但不限於以熱風及紅外光進行乾燥)，進而得到一聚乙烯醇膜成品。於一及多個實施例，該烘箱較佳係採用浮動式烘箱，且其溫度控制在100至120℃之間，例如：100℃、105℃、110℃、115℃或120℃；較佳為110℃。
其中，於一及多個實施例中，在上述熱輥製程及烘箱製程中，溫度大於50℃的乾燥總時間為10至20分鐘，具體例如：10分鐘、15分鐘或20分鐘。據信，所述大於50℃下的乾燥總時間會影響聚乙烯醇膜的面膨潤度、TD方向膨潤度、MD方向膨潤度及E’轉折點溫度。不為特定理論所限制，據推測，由於聚乙烯醇膜成品在含水率2wt%時的玻璃轉化溫度為40至50℃，因此在乾燥溫度大於50℃，高分子鏈可小範圍自由運動。故，當所述乾燥總時間越長，則結晶顆粒越大，且結晶度越高；反之，當所述乾燥總時間越短，則結晶顆粒越小，且結晶度越低，進而影響聚乙烯醇膜的膨潤度及E’轉折點溫度。
[調溫調濕製程]
根據本案之一實施態樣，該聚乙烯醇膜成品完成上述製程後，可置於調溫調濕箱中進行溫度與濕度調整。
於一及多個實施例中，該調溫調濕箱之溫度為35至45℃之間，具體如以下數值中任意兩者間的範圍，例如：35℃、40℃或45℃，較佳例如45℃。於一及多個實施例中，該調溫調濕箱之相對濕度較佳例如40至60%之間，具體如以下數值中任意兩者間的範圍，例如：40%、45%、50%、55%或60%，較佳例如50%。於一及多個實施例中，該聚乙烯醇膜靜置於該調溫調濕箱之時間較佳例如20至40分鐘，例如：20分鐘、25分鐘、30分鐘、35分鐘或40分鐘。於一及多個實施例中，例如將該聚乙烯醇膜擺放至溫度為45℃、相對濕度為50%之調溫調濕箱處理30分鐘。
此外，根據本案之一實施態樣，在烘箱製程中，可進一步在膜的兩側以夾具夾持，額外施加TD方向的拉力以維持膜在TD方向的尺寸，以調整膜的分子配向。由於聚乙烯醇膜一般是以MD方向受到拉伸，使得聚乙烯醇高分子容易沿著MD方向配向；因此，額外在TD方向施加力於膜後，可平衡聚乙烯醇高分子的配向，進而縮小兩個方向在膨潤度的差異。
[光學膜]
本發明之另一目的為提供一種光學膜，其係由前述之聚乙烯醇膜所製得。本文所述之「光學膜」可為偏光膜、相位差薄膜、視野角提高薄膜或亮度提高薄膜等，特別係偏光膜。
本文所述之「偏光度」係根據JIS Z 8722之標準方法測定。於一及多個實施例，本發明之偏光膜之偏光度大於等於99.99%；具體例如：大於等於99.990%、大於等於99.992%、大於等於99.994%、大於等於99.996%、大於等於99.998%。
於一及多個實施例，該偏光膜經80℃熱處理500小時，其偏光度衰退值小於等於0.01%；具體例如，小於等於0.010%、小於等於0.009%、小於等於0.008%、小於等於0.007%、小於等於0.006%或小於等於0.005%。
於一及多個實施例，該偏光膜經80℃熱處理500小時，其面收縮率小於等於2%；具體例如，小於等於2%、小於等於1.9%、小於等於1.8%、小於等於1.7%、小於等於1.6%、小於等於1.5%、小於等於1.4%。
於一及多個實施例，該偏光膜經80℃熱處理500小時，其TD方向收縮率及MD方向收縮率皆小於等於1%；具體例如，皆小於等於1%、皆小於等於0.95%、皆小於等於0.90%、皆小於等於0.85%、皆小於等於0.80%、皆小於等於0.75%。
[光學膜之製造方法]
根據一些實施例，本案所述之「光學膜之製造方法」係指偏光膜之製造方法，更進一步地係將聚乙烯醇膜製造成偏光膜。所述偏光膜之製造方法，包括使碘離子吸附之染色步驟、硼酸處理步驟及水洗步驟；於硼酸處理步驟或在此之前之階段可實施單軸延伸之延伸步驟。較佳地，於染色步驟之前可設置以水令聚乙烯醇膜膨潤之膨潤步驟。除此之外，於水洗步驟之後通常設置有最終乾燥步驟。
於膨潤步驟中，係將上述聚乙烯醇膜浸漬於例如溫度為30至55℃之處理浴(例如：純水)中進行膜面水洗及膨潤處理，膨潤處理之時間通常為5至300秒，較佳為20至240秒。根據一些實施例，收容有處理浴之膨潤槽內配置有複數個導引滾筒以搬送該聚乙烯醇膜。接續，令聚乙烯醇膜沿MD方向拉伸至原始長度的1.05至2.5倍後實施染色步驟。
於染色步驟中，將經過上述膨潤步驟後之聚乙烯醇膜浸漬於收容有染色浴之染色槽中。染色處理之條件可依據使碘吸附於聚乙烯醇膜之範圍內而不產生膜之極端溶解、失透等不良情況之範圍內決定。於染色步驟之染色浴例如為含有碘及碘化鉀之水溶液，染色浴中碘的濃度較佳為0.01至0.5wt%，碘化鉀的濃度較佳為0.01至10wt%；具體實例可為但不限於濃度為0.037wt%之碘與濃度為1.85wt%的碘化鉀之水溶液。另，，亦可使用碘化鋅等其他碘化物代替碘化鉀，或可除碘化鉀以外併用其他碘化物。染色浴之溫度通常為20至40℃，例如為20℃、30℃或40℃，染色處理之時間(染色時間)通常為10至600秒，較佳為30至200秒。接續，令聚乙烯醇膜沿機械方向拉伸至原始長度的2至4倍後實施硼酸處理及延伸步驟。
在硼酸處理及延伸步驟中，利用包含硼酸之水溶液處理經碘染色之聚乙烯醇膜以令其交聯，並且使吸附之碘固定於樹脂中而進行。該步驟通常藉由將經過染色步驟後之聚乙烯醇膜浸漬於收容有包含硼酸之處理浴之固定槽中所進行。所述之硼酸處理浴較佳為除硼酸以外亦含有碘化物，此使用之碘化物可為碘化鉀或碘化鋅等，例如為含有硼酸及碘化鉀各為5.5wt%濃度之水溶液。另，亦可使除碘化物以外之化合物共存於硼酸處理浴中，例如：氯化鋅、氯化鈷、氯化鋯、硫代硫酸鈉、亞硫酸鉀、亞硫酸鈉、硫酸鉀、硫酸鈉等。硼酸處理及延伸步驟通常於50至70℃下進行，較佳例如在55℃下進行；而處理時間通常為10至600秒，較佳為20至300秒，更佳為20至100秒。接續，令聚乙烯醇膜沿機械方向拉伸至原始長度的3倍以上後進行後續之步驟；延伸倍率的上限沒有特別限制，但較佳為8倍以下，例如拉伸至包含但不限於3.3倍以上，如為3.3至8.0倍，更佳為3.5至6.0倍，特佳為4.0至5.5倍。
聚乙烯醇膜經過上述步驟以及後續的水洗及乾燥步驟後，形成一偏光膜。在水洗及乾燥步驟中，利用水或包含碘化物之水溶液清洗殘留在膜面的碘液及硼酸，例如但不限於使用濃度為5.5wt%之碘化鉀水溶液進行水洗。接著，再經乾燥步驟，例如但不限於使用溫度為60℃的烘箱乾燥5分鐘之後，進而形成一偏光膜。更進一步地，可在該偏光膜之至少一面形成一保護層，製成一偏光膜成品(或稱為偏光片)。詳言之，該保護層較佳為具有防止偏光膜之表面磨損等功能之構件，包含透明樹脂。根據不同的實施例，該保護層可僅設置於該偏光膜之一個面，但較佳地係形成於該偏光膜之雙面。該保護層可為透明樹脂材料的保護膜；其透明樹脂可為甲基丙烯酸甲酯系樹脂等丙烯酸系樹脂、烯烴系樹脂、聚氯乙烯系樹脂、纖維素系樹脂、苯乙烯系樹脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯系共聚合樹脂、丙烯腈-苯乙烯系共聚合樹脂、聚乙酸乙烯酯系樹脂、聚偏二氯乙烯系樹脂、聚醯胺系樹脂、聚縮醛系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、改性聚苯醚系樹脂、聚酯系樹脂(聚對苯二甲酸丁二酯系樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂等)、聚碸系樹脂、聚醚碸系樹脂、聚芳酯系樹脂、聚醯胺醯亞胺系樹脂、聚醯亞胺系樹脂、環氧系樹脂、氧雜環丁烷系樹脂等；較佳地使用纖維素系樹脂，例如：三醋酸纖維素(TAC)。
實施例
在下文中，將進一步以詳細說明與具體實施例描述本發明。然而，應理解這些具體實施例僅用於幫助可更加容易理解本發明而非用於限制本發明之範圍。
1. 聚乙烯醇膜製備
於此，本發明提供聚乙烯醇膜的非限制性製備方法。根據與以下揭示的方法相似的方法，製備非限制性實施例聚乙烯醇膜(實施例1至12)及比較例聚乙烯醇膜 (比較例1至5)。
以下為本實施例及比較例製造聚乙烯醇膜所共有的主要步驟，且下表1將詳細呈現本實施例及比較例於一或多個製程參數上的差異：
[溶解製程]：加入平均聚合度分別為1500至3500(具體如表1所示)且鹼化度99.95 mol%之聚乙烯醇系樹脂1800公斤、水4000公斤、可塑劑甘油180公斤於溶解桶中，邊攪拌邊分別提升溶解溫度至130至165℃(具體如表1所示)，及分別控制溶解時間為1至5小時(具體如表1所示)；待溶解均勻後，加入水調整樹脂濃度至30wt%，得到聚乙烯醇澆鑄溶液。其中，實施例及比較例中使用的聚乙烯醇系樹脂，係使用由乙酸乙烯酯聚合且未改性(即，不含其他共聚單體)的聚乙烯醇樹脂；此外，聚乙烯醇樹脂的具體的平均聚合度、溶解溫度、溶解時間，請參酌表1所示。
[澆鑄製程]：將該聚乙烯醇澆鑄溶液輸送至雙螺旋押出機，經押出機再次混和均勻及消泡，控制該澆鑄溶液溫度為98℃，再將該澆鑄溶液自T型狹縫模唇吐出，流延至旋轉的高溫澆鑄鼓乾燥製膜，形成一初成形膜。
[熱輥製程]：將該聚乙烯醇初成形膜自澆鑄鼓剝離後，以13個熱輥接觸乾燥膜的上下兩面，第1個熱輥為全部熱輥中最高溫者，其為95℃；而接續的熱輥溫度由高至低逐漸降低，至第13個熱輥溫度降至30℃。
[烘箱製程]：使用浮動式烘箱進行乾燥，在膜的上下兩面以熱風及紅外光乾燥，進而製成一聚乙烯醇膜成品。其中，在不同範例中，可在使用浮動式烘箱進行乾燥時，進一步在膜的兩側以夾具夾持，施加TD方向的拉力維持膜在TD方向的尺寸。
其中，在上述澆鑄、熱輥及烘箱製程中，控制溫度大於50℃的乾燥的總時間 (具體時長如表1所示)。
[調溫調濕製程]：隨後，再將該聚乙烯醇膜成品擺放至溫度為45℃、相對溼度為50%的調溫調濕箱處理30分鐘，得到聚乙烯醇膜。
表1
項目 平均聚合度 溶解溫度 (℃) 溶解時間 ( 小時 ) 施加 TD 方向拉力 ＞50℃ 乾燥總時間 ( 分鐘 ) 膜厚度 (μm)
實施例 1 2400 145 1 - 15 60
實施例 2 2400 145 2 - 15 60
實施例 3 2400 145 5 - 15 60
實施例 4 2400 130 2 - 15 60
實施例 5 2400 165 2 - 15 60
實施例 6 1500 145 2 - 15 60
實施例 7 3500 145 2 - 15 60
實施例 8 2400 145 2 是 15 60
實施例 9 2400 145 2 - 10 60
實施例 10 2400 145 2 - 20 60
實施例 11 2400 145 2 - 15 30
實施例 12 2400 145 2 - 15 75
比較例 1 2400 145 2 - 25 60
比較例 2 2400 145 2 是 25 60
比較例 3 2400 145 2 - 5 60
比較例 4 4000 145 2 - 15 60
比較例 5 2400 120 0.5 - 15 60
2. 偏光膜製備
於此，本發明提供由聚乙烯醇膜製備光學膜的非限制性方法，具體而言係指製備偏光膜的非限制性方法。根據以下揭示的方法，將非限制性實施例聚乙烯醇膜(實施例1至12)及比較例聚乙烯醇膜 (比較例1至5)製備成對應之偏光膜。
以下為本發明實施例及比較例製備偏光膜所共有的主要步驟：將聚乙烯醇膜放卷後，令其接著進入注滿30℃純水的膨潤槽進行膜面水洗與膨潤處理；聚乙烯醇膜沿機械方向拉伸至原始長度的1.2倍後，接著進入控溫在30℃，含有濃度為0.037wt%的碘與濃度為1.85wt%的碘化鉀之水溶液的染色槽中染色，同時將聚乙烯醇膜沿機械方向延伸至原始長度的3.4倍；染色完成後再進入控溫在55℃且含有硼酸與碘化鉀各為5.5wt%濃度之水溶液的延伸槽，並把聚乙烯醇膜沿機械方向延伸至原始長度的6倍後，以含有碘化鉀5.5wt%的水溶液清洗殘留在膜面的碘液與硼酸。接續，通過60℃烘箱乾燥5分鐘，上下兩面再用三醋酸纖維素保護膜貼合並乾燥，即能製成一偏光膜。
3. 分析方法
於此，本發明提供上述實施例1至12及比較例1至5之聚乙烯醇膜的分析及試驗方法。
鹼化度本發明之鹼化度測定方法係依據JIS K 6726 (1994)標準方法。
平均聚合度本發明之聚合度測定方法係依據JIS K 6726 (1994)標準方法。
膨潤度1. 測試條件：將聚乙烯醇膜裁成MD方向10公分*TD方向10公分的正方形樣本，將樣本的邊緣用長尾夾與玻璃夾在一起，進入55℃且濃度為4wt%的硼酸液裡浸泡1分鐘令其膨潤；待膨潤完畢，將樣本連同玻璃取出，拆除長尾夾後將膨潤後的樣本攤平，並以游標尺分別測量膨潤後的MD方向及TD方向的長度。 2. 各向(MD方向及TD方向)的膨潤度的計算公式： 3. 面膨潤度的計算公式：
E’ 轉折點溫度1. 儀器及其廠牌：TA儀器之DMA 850 2. 樣品製備方法：把聚乙烯醇膜裁成沿機械方向(MD)為5 cm、沿幅寬方向(TD)為5 mm之長條形，上機前將聚乙烯醇膜的含水率調整為8至9wt%，使聚乙烯醇膜狀態一致。接續，請參閱圖2，將聚乙烯醇膜2的一端以一約1.11 g的燕尾夾3夾正，另一端穿入浸泡拉伸夾具1，讓聚乙烯醇膜2的一部分置於固定軸1a及下固定軸1b之間，使燕尾夾3下端3a距離浸泡拉伸夾具1為1cm (圖2中所示之距離a)，且聚乙烯醇膜2之上端2a與該浸泡拉伸夾具1上端具有預留空間；接著，鎖緊上固定軸1a固定聚乙烯醇膜2。接著，請參閱圖3，將整個浸泡拉伸夾具1連同其所夾持的聚乙烯醇膜2及燕尾夾3一併垂直地放入裝有純水的100 mL燒杯4內使燒杯液面位於上固定軸，燒杯4於30℃恆溫水槽(圖中未示)內控溫，使聚乙烯醇膜2負重(燕尾夾3的重量)膨潤20分鐘。最後，參閱圖4，將浸泡拉伸夾具1由燒杯4取出後保持正立，以燕尾夾3的重量將聚乙烯醇膜2拉撐，確定聚乙烯醇膜2居中後，鎖緊浸泡拉伸夾具1之下固定軸1b，再將多餘的聚乙烯醇膜2c(即圖4中網格狀部分)剪除，樣品即為夾持於浸泡拉伸夾具1中的經負重膨潤的聚乙烯醇膜2b。 3. 測試條件：上開樣品再仍固定於浸泡拉伸夾具的狀態下，選擇震盪升溫模式，將樣品連同夾持其的浸泡拉伸夾具一起置入裝滿去離子水的浸泡水槽，頻率設定1Hz，震幅設定200 μm，持壓(force track)設定200%，溫度設定從30℃量測到65℃，分析前先以靜態力0.15 N將膜拉撐後才開始以1℃/min的升溫速率分析並繪製儲存模量(E’)對溫度變化的曲線圖。其中，熱電偶感應端置於離水槽底部5 mm高的位置。 4. 數據處理：將儲存模量(E’)的坐標軸改成線性座標軸，使用儀器所附軟體中內建的onset分析，設定onset分析溫度區間為30至45℃，軟體會自動帶出轉折點溫度。
4. 評價方法及結果
於此，本發明提供針對實施例及比較例之聚乙烯醇膜及偏光膜的評價方法，以及其與上述分析內容之對應結果。
偏光度評價
測試條件：將偏光膜裁成二個MD方向4公分*TD方向4公分的正方形樣本，將該二個偏光膜樣本以MD方向(即流向方向)平行的形式相互重疊，使用分光光度計在波長為700奈米的光的照射下測定透光率(H 11)；將再將該二個偏光膜樣本以MD方向垂直的形式相互重疊，在波長為700奈米的光的照射下測定透光率(H 1)，並以下列偏光度公式計算：偏光度(%) = [(H 11-H 1)/(H 11+H 1)] 1/2。
偏光度衰退值評價
測試條件：將偏光膜置入80℃烘箱熱處理500小時，重新測量偏光度，並利用下列公式計算偏光度衰退值：偏光度衰退值(%) = |經熱處理後的偏光度-原始的偏光度|。
進一步地，將本發明實施例1至12及比較例1至5之聚乙烯醇膜之面膨潤度及E’轉折點溫度與對應之偏光膜之偏光度評價及偏光度衰退值評價一併呈現於表2。
表2
項目 面膨潤度 (%) E’ 轉折點溫度 (℃) 偏光度 (%) 偏光度衰退值 (%)
實施例 1 26.1 38.5 99.995 0.007
實施例 2 26.5 38.1 99.993 0.005
實施例 3 26.4 37.7 99.991 0.009
實施例 4 26.1 38.9 99.996 0.010
實施例 5 26.5 37.0 99.990 0.010
實施例 6 27.8 37.2 99.990 0.010
實施例 7 23.5 39.8 99.997 0.009
實施例 8 27.2 38.0 99.991 0.006
實施例 9 34.7 37.3 99.990 0.010
實施例 10 23.3 38.9 99.996 0.010
實施例 11 17.8 37.9 99.994 0.006
實施例 12 29.4 38.2 99.993 0.008
比較例 1 16.6 39.6 99.996 0.018
比較例 2 16.3 39.5 99.996 0.019
比較例 3 38.9 36.5 99.982 0.015
比較例 4 21.5 40.8 99.998 0.019
比較例 5 15.1 41.6 99.998 0.021
根據表2可見，實施例1至12的聚乙烯醇膜樣本在面膨潤度及在E’轉折點溫度的分析中，分別所測得的面膨潤度皆在17.0至38.0%中，且E’轉折點溫度皆在37至40℃；該些聚乙烯醇膜所製得之偏光膜之偏光度皆大於99.99%，且偏光度衰退值皆小於等於0.010%，進而可獲得優異的偏光度評價及偏光度衰退值評價。反之，比較例1至5的聚乙烯醇膜樣本在面膨潤度及在E’轉折點溫度的分析中，所測得之面膨潤度及E’轉折點溫度無法同時落在上述之特定範圍內，且該些聚乙烯醇膜所製得之偏光膜之偏光度衰退值皆大於0.010%，而無法同時在偏光度評價及偏光度衰退值評價中獲得理想的結果。有鑑於此，唯有控制聚乙烯醇膜在55℃之4wt%硼酸液中浸泡1分鐘所得之面膨潤度為17.0至38.0 %，且該聚乙烯醇膜在水中於30℃至55℃區間之儲存模量(E’) 具有一轉折點溫度為37至40℃，方能令其所製得之偏光膜在具備良好偏光度的同時，亦可改善偏光度衰退的情形。
收縮率評價1. 測試條件：將偏光膜裁成MD方向10公分*TD方向10公分的正方形樣本，將其置入80℃烘箱熱處理500小時，取出後回復至室溫，再使用游標尺測量MD方向及TD方向的長度，並以下列收縮率公式來計算得到MD方向收縮率、TD方向收縮率及面收縮率。 2. 各向(MD方向及TD方向)收縮率公式： TD方向或MD方向收縮率(%) = 3. 面收縮率公式： 面收縮率(%) =
進一步地，將本發明實施例1至12及比較例1至5之聚乙烯醇膜之TD方向膨潤度、MD方向膨潤度、膨潤度之差值及膨潤度之比值(TD/MD)，與對應之偏光膜之面收縮率、TD方向收縮率及MD方向收縮率一併呈現於表3。
表3
項目 面膨潤度 (%) TD 方向膨潤度 (%) MD 方向膨潤度 (%) 膨潤度之差值的絕對值 (%) 膨潤度之比值 (TD/MD) 面收縮率 (%) TD 方向收縮率 (%) MD 方向收縮率 (%)
實施例 1 26.1 13.5 11.1 2.4 1.22 1.63 0.73 0.89
實施例 2 26.5 13.7 11.3 2.4 1.21 1.62 0.71 0.90
實施例 3 26.4 13.4 11.5 1.9 1.17 1.61 0.74 0.86
實施例 4 26.1 13.6 11.0 2.6 1.24 1.60 0.70 0.89
實施例 5 26.5 13.7 11.2 2.5 1.22 1.68 0.73 0.94
實施例 6 27.8 13.9 12.2 1.7 1.14 1.61 0.72 0.88
實施例 7 23.5 13.6 8.7 4.9 1.56 1.64 0.73 0.90
實施例 8 27.2 12.7 12.9 0.2 0.98 1.62 0.82 0.79
實施例 9 34.7 16.2 15.9 0.3 1.02 1.34 0.62 0.72
實施例 10 23.3 12.3 9.8 2.5 1.26 1.90 0.89 1.00
實施例 11 17.8 9.0 8.1 0.9 1.11 1.44 0.55 0.89
實施例 12 29.4 14.5 13.0 1.5 1.12 1.68 0.76 0.91
比較例 1 16.6 8.8 7.2 1.6 1.22 2.16 1.05 1.10
比較例 2 16.3 7.8 7.9 0.1 0.99 2.09 1.12 0.96
比較例 3 38.9 18.8* 16.9 1.9 1.11 1.15 0.50 0.65
比較例 4 21.5 13.2 7.3 5.9 1.81 1.86 0.73 1.12
比較例 5 15.1 7.5 7.1 0.4 1.06 2.26 1.14 1.11
備註：*代表易斷膜
根據表3可見，實施例1至12的聚乙烯醇膜之面膨潤度、TD方向膨潤度及MD方向膨潤度同時分別於17.0至38.0%，9.0至18.0%及於7.5至18.0%的範圍內，因此所製得之偏光膜具有面收縮率小於等於2%，TD方向收縮率小於等於1%，且MD方向收縮率小於等於1%之特性。進一步觀察可見，比較例3雖在偏光膜之面收縮率、TD方向收縮率及MD方向收縮率的表現皆為理想，然而其在上開偏光度評價及偏光度衰退值評價結果皆不佳，故仍不具備本案所欲達成的功效，且在實驗過程中發現，其聚乙烯醇膜在偏光膜製程中容易發生斷膜的情形。綜上所述，當控制聚乙烯醇膜之面膨潤度為17.0至38.0%，TD方向膨潤度為9.0至18.0%，且MD方向膨潤度為7.5至18.0%，其所製得之偏光膜可進一步具有收縮率小，且經長時間在高熱環境的使用下不易變形的特性。
本文中，所提供的所有範圍旨在包括在給定之範圍內的每個特定範圍以及在該給定範圍之間的子範圍的組合。此外，除非另有說明，否則本文提供的所有範圍皆包括所述範圍的端點。從而，範圍1-5具體包括1、2、3、4和5，以及諸如2-5、3-5、2-3、2-4、1-4等子範圍。
在本說明書中引用的所有刊物和專利申請案皆透過引用併入本文，並且出於任何及所有目的，每一個別刊物或專利申請案皆明確且個別地指出以透過引用併入本文。在本文與透過引用併入本文的任何刊物或專利申請案之間存在不一致的情況下，以本文為準。
1:浸泡拉伸夾具 1a:上固定軸 1b:下固定軸 2:聚乙烯醇膜 2a:上端 2b:經負重膨潤之聚乙烯醇膜 2c:多餘的聚乙烯醇膜 3:燕尾夾 3a:底端 4:燒杯 a:距離
圖1係根據本發明一實施例之聚乙烯醇膜在水中分析儲存模量(E’)隨溫度的變化曲線圖。
圖2至4係根據本發明一實施例之聚乙烯醇膜在分析其轉折點溫度的樣品製備方法示意圖。
無

Claims (16)

  1. 一種聚乙烯醇膜，包含鹼化度為95mol%或以上之聚乙烯醇樹脂 ；其中，該聚乙烯醇膜在55℃之4wt%硼酸液中浸泡1分鐘所得之面膨潤度為17.0至38.0 %，且該聚乙烯醇膜在水中於30℃至55℃區間之儲存模量(E’) 具有一轉折點溫度為37至40℃。
  2. 如請求項1之聚乙烯醇膜，其中，該面膨潤度為17.5至35.0%，且該轉折點溫度為37.8至38.5℃。
  3. 如請求項1之聚乙烯醇膜，其中，該聚乙烯醇膜在55℃之4wt%硼酸液中浸泡1分鐘所得之TD(Transverse Direction)方向膨潤度為9.0至18.0%，且MD(Machine Direction)方向膨潤度為7.5至18.0%。
  4. 如請求項3之聚乙烯醇膜，其中，該TD方向膨潤度為9.0至16.5%，且該MD方向膨潤度為8.0至16.0%。
  5. 如請求項3之聚乙烯醇膜，其中，該TD方向膨潤度與該MD方向膨潤度之差值的絕對值為小於或等於5%。
  6. 如請求項3之聚乙烯醇膜，其中該TD方向膨潤度與MD方向膨潤度之比值為0.9至1.7。
  7. 如請求項5之聚乙烯醇膜，其中該TD方向膨潤度與MD方向膨潤度之比值為0.95 至1.60。
  8. 如請求項1至7任一項之聚乙烯醇膜，其中，該聚乙烯醇樹脂之平均聚合度為1500至3500。
  9. 如請求項8之聚乙烯醇膜，其中，該聚乙烯醇樹脂之平均聚合度為2000至3500。
  10. 如請求項1至7任一項之聚乙烯醇膜，其中，該聚乙烯醇膜之厚度為30至75μm。
  11. 一種光學膜，其係由如請求項1至10任一項之聚乙烯醇膜所製得。
  12. 如請求項11之光學膜，其係偏光膜。
  13. 如請求項12之光學膜，其中該偏光膜之偏光度大於等於99.99%。
  14. 如請求項12之光學膜，其中該偏光膜經80℃熱處理500小時，其偏光度衰退值小於等於0.01%。
  15. 如請求項12之光學膜，其中該偏光膜經80℃熱處理500小時，其面收縮率小於等於2%。
  16. 如請求項12之光學膜，其中該偏光膜經80℃熱處理500小時，其TD方向收縮率及MD方向收縮率皆小於等於1%。
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