TWI747761B - 聚乙烯醇薄膜、其製法及使用其之光學薄膜 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種聚乙烯醇薄膜、其製法及使用其之光學薄膜，該聚乙烯醇薄膜經硼酸處理後，具有熔點(Tm)＞210˚C，且該薄膜任意兩處之熔點差ΔTm ＜ 3.2 ˚C，具有上述特徵之聚乙烯醇薄膜，於拉伸及染色後顏色均勻，不會產生色塊或色斑等染色不均勻的問題，改善聚乙烯醇薄膜製造光學薄膜的缺陷，提高製造光學薄膜的良率。

Description

聚乙烯醇薄膜、其製法及使用其之光學薄膜
本發明係關於一種聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，PVA)薄膜，可用於作為光學薄膜，特別係偏光膜。
聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，PVA)薄膜是一種親水性聚合物，具有透明性、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光學膜，特別係偏光膜。
製造偏光膜時，PVA薄膜會置於硼酸溶液中進行拉伸及染色，染料分子藉由擴散進入到PVA薄膜的PVA分子之間進行規則性的排列，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並產生具有偏光特性。
良好的偏光膜具有顏色均勻、色斑少及無皺褶等特性，能提供較佳的光學性質。為提高偏光膜的光學性質，先前技術會藉由改變聚乙烯醇結構、或加入官能基(例如陽離子基)等，以改變黏度或皂化度，進而提升光學性質。
雖然習知技術已提供提升PVA薄膜製成偏光膜時，提升光學性質的方式，但現有技術中使用PVA薄膜製備大尺寸的光學薄膜時，仍常會發生染色不均勻、色塊及色斑、或拉伸時顏色不均等現象，增加製備光學薄膜的難度。
是以，為解決上述問題，本發明之目的為提供一種聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，PVA)薄膜，其經0.2 wt%硼酸處理後，具有以示差掃描熱量分析儀(Differential scanning calorimetry，DSC)量測之熔點(Tm)＞210˚C，且該PVA薄膜任意兩處之熔點差(ΔTm)＜ 3.2˚C。
於較佳實施例中，該經0.2 wt%硼酸水溶液處理後之PVA薄膜具有以DSC量測之結晶溫度(T c)＜153.5˚C。
於較佳實施例中，該經0.2 wt%硼酸水溶液處理後之PVA薄膜任意兩處之結晶溫差(ΔT c)＜3.85˚C。
於較佳實施例中，該PVA薄膜具有遲滯量之標準差＜3 nm。
於較佳實施例中，0.12g之該PVA薄膜經0.2 wt%硼酸水溶液處理後，並以水溶解後該水溶液之硼含量為16至19 ppm。
本發明之另一目的為提供一種光學薄膜，其係由本發明之PVA薄膜所製得。
於較佳實施例中，該光學薄膜係偏光膜。
於較佳實施例中，該偏光膜具有偏光度＞99.8。
本發明之另一目的為提供一種本發明之PVA薄膜之製造方法，包含：(a)將一聚乙烯醇系樹脂以4~20˚C/小時之升溫速率下攪拌，溶解溫度＞100˚C後，持溫2至4小時，且每小時攪拌方向反轉至少兩次，形成聚乙烯醇澆鑄溶液；(b) 將該澆鑄溶液澆鑄至鑄造滾筒；及(c) 經乾燥後形成該PVA薄膜。
於較佳實施例中，該鑄造滾筒之旋轉速率為3~7m/min。
於較佳實施例中，步驟(c)之乾燥係以熱輥或浮動乾燥機處理。
於較佳實施例中，該浮動乾燥機內沿著幅寬方向膜所接收到之最大/最小氣流量≦3.0。
於較佳實施例中，該聚乙烯醇澆鑄溶液進一步包含塑化劑，且該塑化劑相對於100重量份之聚乙烯醇系樹脂，為3至30重量份。
於較佳實施例中，該聚乙烯醇澆鑄溶液中，該聚乙烯醇系樹脂含量為10至60重量%。
於較佳實施例中，該聚乙烯醇系樹脂的聚合度介於800至10000。
相較於習知技術，本發明之PVA薄膜經染色後具有顏色均勻，不會產生色塊或色斑等顏色不均勻的問題，有效改善PVA製造光學薄膜的缺陷，提高製造光學薄膜的良率，特別係可用於製造大尺寸偏光膜。
以下實施方式不應視為過度地限制本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者可在不背離本發明之精神或範疇的情況下對本文所討論之實施例進行修改及變化，而仍屬於本發明之範圍。
本文中術語「一」及「一種」代表於本文中之語法對象有一個或多於一個(即至少一個)。
本發明中，所述的MD為機械方向(Machine Direction)，即PVA薄膜的縱向；所述的TD為橫向 (Transverse Direction)，即PVA薄膜的橫向。
本發明之聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，PVA)薄膜之製造方法，其步驟包含：配製聚乙烯醇澆鑄溶液後，將該聚乙烯醇澆鑄溶液澆鑄至鑄造滾筒，經乾燥後形成聚乙烯醇系聚合物薄膜。
具體而言，該PVA薄膜之製造方法包含下列步驟：於溶解槽中，將該聚乙烯醇樹脂溶解於溶液(例如，水)中形成該聚乙烯醇澆鑄溶液；可選擇性地使用過濾器過濾該聚乙烯醇澆鑄溶液；隨後，利用齒輪幫浦(gear pump)及塗佈機(例如，T型模頭塗佈機)，將該聚乙烯醇澆鑄溶液澆鑄至鑄造滾筒；最後，將滾筒上成膜的PVA薄膜剝離後，經過一系列熱輥及/或乾燥之熱處理獲得PVA薄膜。
配置聚乙烯醇澆鑄溶液，係將聚乙烯醇樹脂於溶解槽中溶解，該溶解槽中的溶解溫度為＞100˚C，較佳＞110˚C，更加為＞120˚C，具體例如105˚C、110˚C、115˚C、120˚C、125˚C、130˚C、135˚C或140˚C，且本發明並不限於此等。該溶解槽較佳係以每小時4~20˚C的速度進行升溫，較佳為5~15˚C，更佳為6~9˚C，具體例如4.0˚C/hr、5.0˚C/hr、6.0˚C/hr、7.0˚C/hr、8.0˚C/hr、9.0˚C/hr、10˚C/hr、11˚C/hr、12˚C/hr、13˚C/hr、14˚C/hr、15˚C/hr、16˚C/hr、17˚C/hr、18˚C/hr、19˚C/hr或20˚C/hr等，若升溫速率過快，聚乙烯醇樹脂易產生結塊，導致溶解不全。升溫至所欲的溶解溫度後，該聚乙烯醇澆鑄溶液持續攪拌2~4小時，較佳為3小時，且攪拌方向在每1小時內改變至少2次，較佳為3次，例如順時鐘旋轉20分鐘後改為逆時鐘旋轉20分鐘。上述之攪拌過程反轉方向可增加溶解效果，避免該聚乙烯醇澆鑄溶液中有團簇(cluster)殘留。
配置聚乙烯醇澆鑄溶液，聚乙烯醇樹脂的含量為10至60重量%，較佳為15至40重量%，更佳為20至30重量%，具體例如10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60重量%等。若該聚乙烯醇樹脂的含量不足，會使該聚乙烯醇澆鑄溶液的黏度過低，乾燥負荷過大，導致製備PVA薄膜的成膜效率差。相反地，若聚乙烯醇樹脂的含量過高，聚乙烯醇樹脂不易溶解，易殘留團簇，造成PVA薄膜之位相差均勻性劣化，且影響後續製程的染色均勻性。
上開之聚乙烯醇樹脂，係由乙烯酯系樹脂單體聚合，形成聚乙烯酯系樹脂後，再進行皂化反應所獲得；其中，該乙烯酯系樹脂單體包含甲酸乙烯酯、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，且本發明並不限於此等，較佳為乙酸乙烯酯。此外，烯烴類化合物或丙烯酸酯衍生物，與上述乙烯酯系樹脂單體共聚合形成之共聚合物亦可使用；該烯烴類化合物包含乙烯、丙烯或丁烯等，且本發明並不限於此等。該丙烯酸酯衍生物包含丙烯酸、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，且本發明並不限於此等。
聚乙烯醇樹脂的皂化度為90%以上，較佳為99%以上，以獲得較佳之光學特性，具體例如90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、99.1、99.2、99.3、99.4、99.5、99.6、99.7、99.8、99.9%等。該聚乙烯醇的聚合度係介於800至10000之間，且較佳為2200至10000之間，具體例如800、900、1000、2000、3000、4000、5000、6000、7000、8000、9000、10000等，聚合度高於800具有較佳之加工特性，但聚合度若高於10000則不利於溶解。
在澆鑄溶液中，除了聚乙烯醇系樹脂，亦可含有塑化劑以增進成膜之加工性，可使用之塑化劑包含多元醇，例如乙二醇、雙乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、丙二醇或丙三醇等，且本發明並不限於此等，較佳為乙二醇及丙三醇。該塑化劑的添加量相對於100重量分之聚乙烯醇樹脂，通常係介於3~30重量份，較佳係介於7~20重量份，具體例如3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30重量份等。若該塑化劑含量不足，所形成之PVA薄膜容易產生結晶而影響後續加工之染色效能。相反地，若該塑化劑含量過高，則會破壞PVA薄膜的機械性質。
該PVA薄膜之製造方法所使用的設備包含溶解槽、過濾器、塗佈機及連接自該溶解槽至該塗佈機前的輸送管線，較佳狀態下該等設備包覆有保溫裝置，該保溫裝置可為金屬電熱線、或為內部裝盛有液體之夾套，例如油或水，藉由加熱金屬導線或夾套內之液體，使該等設備維持均勻加熱之保溫狀態，特別係設備及管線表面，避免設備或管線因表面喪失溫度而使該聚乙烯醇澆鑄溶液中的聚乙烯醇形成凝膠或團簇。此外，保溫溫度亦不可過高，否則會使部分該聚乙烯醇澆鑄溶液脫水或膠化，形成焦黃色或黑色的凝膠，影響到後端塗佈成膜後PVA薄膜的表面品質與均勻性。該聚乙烯醇澆鑄溶液於塗佈成型處的保溫溫度為80~120˚C，較佳為90~110˚C，更佳為於90~100 ˚C，具體例如80、85、90、95、100、105、110、115、120 ˚C等。
當將聚乙烯醇澆鑄溶液澆鑄至鑄造滾筒時，該鑄造滾筒的旋轉速度為約3~7 m/min，較佳為4~6 m/min。當滾筒速度過慢時，則澆鑄溶液過分乾燥，有位相差、熔點分布不均的傾向。相反地，當滾筒速度過快時，澆鑄溶液乾燥不充分，剝離性降低。另外，較佳實施態樣中，該滾筒的溫度設定在85~90 ˚C，具體例如85、86、88、87、88、89、90 ˚C等，若滾筒溫度過高，於滾筒上的澆鑄溶液容易有起泡現象。
鑄造滾筒上初步成膜的PVA薄膜自滾筒剝離後，經乾燥形成PVA薄膜，乾燥過程可選擇在熱輥上或在浮動式乾燥機上進行。該熱輥及浮動式乾燥機的數目並無特別限制，可視需要調整。但是，於較佳實施例中，乾燥的車廂(即烘箱)溫度比最高/最低為2.0~2.4；該車廂溫度比過大時，易導致結晶度不均，使PVA薄膜用於製作光學薄膜時會與硼酸反應不均勻。此外，相鄰的車廂溫度差以65 ˚C以下為較佳，60˚C以下為更佳，50˚C為最佳，相鄰的車廂溫度差過大時，易導致位相差分布不均。另外，該浮動式乾燥機內沿著幅寬方向(即垂直於機械方向)成形的PVA薄膜所接收到的氣流量並無特定限制，但最大/最小的氣流量比必須控制在3.0以下，具體例如0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5或3.0。由於風量大的地方容易帶走水分，乾燥程度大，而此氣流量比範圍可控制PVA薄膜每個位置所接觸到的風量相同，以達到均勻乾燥。此外，若氣流量比過大時，使PVA薄膜用於製作光學薄膜時會與硼酸反應不均勻及位相差不均的問題。
本發明所述之「經0.2wt%硼酸水溶液處理」係(a) 將約0.1g的PVA薄膜放置於20g純水，使PVA薄膜完全浸泡於純水的液位以下，於攪拌速度250rpm下攪拌1小時；(b) 將PVA薄膜由純水中取出並放置於0.2wt%硼酸水溶液後，靜置1.0小時；及(c) 將PVA薄膜由0.2wt%硼酸水溶液取出後，將PVA薄膜放置於封閉容器中靜置熟成16.0小時而完成硼酸處理。；本發明中，係採用較低硼酸濃度，因若使用較高濃度之硼酸，會使PVA薄膜中原本較難反應的區域也因為高濃度硼酸而有反應性，因此不易觀察薄膜的均勻性。
本發明之PVA薄膜，經硼酸處理後，具有以示差掃描熱量分析儀(Differential scanning calorimetry，DSC)量測之熔點(Tm)＞210˚C，且該PVA薄膜任意兩處之熔點差(ΔTm) ＜ 3.2 ˚C。具體例如，熔點(Tm)為211˚C、212˚C、215˚C、220˚C、225˚C或230˚C等，且本發明並不限於此等；該PVA薄膜任意兩處之ΔTm具體例如為1˚C、1.5˚C、2˚C、2.5˚C、3˚C或3.1˚C等，且本發明並不限於此等。
PVA薄膜於製造光學薄膜之時，會進行拉伸及染色，以偏光膜為例，由於偏光膜製程中會使用含有I 3 -、I 5 -碘離子之硼酸水溶液染色PVA薄膜，硼酸可與PVA未定型(amorphous)區域產生交聯作用後，將碘離子固定而避免碘離子溶出。然而，PVA分子與硼酸產生交聯後，結晶性會降低，熔點也會隨之下降；當結晶度分佈不均，會造成PVA薄膜與硼酸反應不均，致使I 3 -、I 5 -碘離子固定不均，進而導致顏色不均。因此，本發明透過將PVA薄膜經硼酸處理，模擬偏光片製程採用的硼酸浸泡，且使用較低的硼酸濃度(於本文中，採用0.2wt%)更易分析出不同位置的差異性，並以示差掃描熱量分析儀(Differential scanning calorimetry，DSC)量測之熔點(Tm)＞210˚C，且PVA薄膜任意兩處之ΔTm ＜ 3.2˚C，該PVA薄膜具有適宜且均勻的結晶性，當進行拉伸及染色時，可獲得顏色均勻的偏光膜。本發明之PVA薄膜亦可用於製備其他經拉伸及染色之光學薄膜，並不限於偏光膜。
進一步地，經硼酸處理後之該PVA薄膜具有以DSC量測之結晶溫度(T c)＜153.5˚C。具體例如，經硼酸處理後之PVA薄膜的結晶溫度(T c)為110˚C、115˚C、120˚C、125˚C、130˚C、135˚C、140˚C、150˚C或155 ˚C等，且本發明並不限於此等。
進一步地，經硼酸處理之該PVA薄膜任意兩處之ΔT c＜3.85˚C。具體例如，該經硼酸處理之PVA薄膜任意兩處之ΔT c為0˚C、0.5˚C、1˚C、1.5˚C、2˚C、2.5 C、3˚C或3.19˚C等，且本發明並不限於此等。
本發明中，所述的DSC量測之方法步驟包含：如圖1所示，將PVA薄膜的其中一MD位置，由TD方向端部40公分以內的範圍內，沿著TD方向切出左、中、右三片10cm*10cm的面積的試片。接著，將試片各別稱取0.1 g的PVA薄膜，放入玻璃瓶內並加入20 g純水，使PVA薄膜完全在純水液位以下，加攪拌石，攪拌速度為250 rpm，常溫攪拌1.0 小時。隨後，將玻璃瓶內純水倒出，加入20 g 0.2 wt% 硼酸水溶液，靜置1.0小時後，將硼酸水溶液倒出使經硼酸處理之PVA薄膜在瓶內封閉靜置熟成16.0小時。最後，將經硼酸處理之PVA薄膜取出，平鋪於鐵盤上，以105˚C 乾燥1.0 h後取出經硼酸處理之PVA薄膜，分析DSC；DSC實驗溫度區間: 30˚C~250˚C，於30˚C及250˚C各維持該溫度1 分鐘，紀錄第一次升溫時的熔點(T m)， 第一次降溫時的結晶溫度(T c)， 第二次升溫時的玻璃轉移溫度(T g)。DSC量測儀器可為通用的DSC儀器，例如DSC: TA Instruments DSC 25。
進一步地，本發明之該PVA薄膜具有遲滯量之標準差＜3nm。具體例如，該PVA薄膜的遲滯量之標準差為0nm、0.5nm、1.0nm、1.5nm、2.0nm、2.5nm或2.9nm等，且本發明並不限於此等。
本發明中所述的遲滯量(Retardation) 係指當光穿透過薄膜時，其入射偏振光的相位改變的量，也就是相位延遲的量，單位為nm；遲滯量數值的均勻性牽涉到分子取向均勻性及厚度均勻性，對於後續光學薄膜製程影響甚鉅。如圖1所示，遲滯量的量測係將經硼酸處理之該PVA薄膜的其中一MD位置，由TD方向端部40公分以內的範圍內，沿著TD方向切出左、中、右三片10cm*10cm面積的試片進行量測，可得到面內所有點的遲滯量數值及統計數據 (最大值、標準差等)。
進一步地，本發明之0.12g之該PVA薄膜經0.2 wt%硼酸水溶液處理後，並以水溶解後該水溶液之硼含量為16至19 ppm。具體例如16ppm、16.5 ppm、17 ppm、17.5 ppm、18 ppm、18.5 ppm或19 ppm等，且本發明並不限於此等。若低於上述之硼含量，PVA薄膜後續染色時的固色能力不足而較不佳；若高於上述之硼含量，硼酸與PVA之交聯程度過高，不利後續拉伸製程而較不佳。
本發明中，所述的硼含量之量測方法步驟包含：將經硼酸處理之PVA薄膜取出，過純水後，放入30 ml 玻璃取樣瓶，加入純水20 g，充分溶解後以ICP-OES分析溶液中硼濃度。
本發明之光學薄膜係使用本發明之PVA薄膜所完成。該光學薄膜包含偏光膜、抗藍光膜、濾光鏡等，且本發明並不限於此等。較佳地，該光學薄膜為偏光膜，且該偏光膜具有偏光度＞99.8。 [ 具體實施例 ]
在下文中，將進一步以詳細說明與實施例描述本發明。然而，應理解這些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。
實施例 1 至 4
製造 PVA 薄膜：分別將熔點(Tm)為233.21˚C、233.24 ˚C、233.01 ˚C及233.08 ˚C之聚乙烯醇樹脂作為聚乙烯醇澆鑄溶液的主要成分，並使用本發明之PVA薄膜之製造方法製作實施例1至4的PVA薄膜，其製造方法的操作條件如表1所示。
比較例 1 至 3
製作 PVA 薄膜：分別將熔點(Tm)為233.15 ˚C及233.17 ˚C之聚乙烯醇樹脂作為聚乙烯醇澆鑄溶液的主要成分，使用同本發明之PVA薄膜之製造方法但操作條件有異，製作成比較例1至3的PVA薄膜，其製造方法的操作條件如表1所示。
實驗例
PVA 薄膜之性質分析：分別將實施例1至4及比較例1至3的PVA薄膜測量遲滯量之標準差，並進一步使用0.2wt%硼酸水溶液處理後，量測其熔點(Tm)、熔點差(ΔTm)、結晶溫度(T c)、結晶溫度差(ΔT c)、硼含量，量測結果如表2所示。
製備偏光膜：分別將實施例1至4及比較例1至3的PVA薄膜浸漬於約30˚C水中，使其膨潤後，進行第一次單軸拉伸，朝MD方向拉伸，拉伸後的長度為PVA薄膜原始長度的2.0倍。接著，將第一次拉伸後的PVA薄膜浸漬於含有碘0.03質量%及碘化鉀3質量%的30˚C水溶液中，進行第二次單軸拉伸，朝MD方向拉伸，拉伸後的長度為PVA薄膜原始長度的3.3倍。緊接著，將第二次拉伸後的PVA薄膜浸漬於含有碘化鉀3質量%及硼酸3質量%的30˚C水溶液中，進行第三次單軸拉伸，朝MD方向拉伸，拉伸後的長度為原始長度的3.6倍。隨後，將第三次拉伸後的PVA薄膜浸漬於含有碘化鉀5質量%及硼酸4質量%的60˚C水溶液中，進行第四次單軸拉伸，朝MD方向拉伸，拉伸後的長度為PVA薄膜第三次拉伸後長度的6.0倍。最後，將第四次拉伸後的PVA薄膜浸泡於含有碘化鉀3質量%的水溶液中15秒後，於60˚C乾燥4分鐘，即獲得偏光膜。量測實施例1至4及比較例1至3所製得偏光膜之偏光度及顏色均勻性，量測結果如表2所示。
偏光度之量測方法：將二張相同的偏光膜以取向方向相同的情況下重疊，在波長下測定透光率(H 0)，另將該二張相同的偏光膜以取向方向垂直的情況下重疊，在波長下測定透光率(H 90)，由以下公式計算偏光度：[(H 0- H 90)/ (H 0+H 90)] 1/2。
顏色均勻性之量測方法：將二張相同的偏光膜以正交方式重疊，使用光出射度 = 14000 lx的燈箱進行照射某一面，觀察另一面的顏色均勻性，按照以下規則進行評價： O : 無顏色不均、Δ: 微弱顏色不均、X: 明顯顏色不均。
表1
　 PVA原料 PVA薄膜製造
　 Tm(˚C) 溶解槽 升溫速度 溶解溫度 改變攪拌方向頻率 (次/小時) T型模頭溫度 (˚C ) 車速 (m/min.) 最大相鄰車廂溫度差 (˚C) 最大/最小氣流量
  (˚C /小時) (˚C) 
實施例1 233.21 6 140 3 90 4 50 1.5
實施例2 233.24 7 140 3 92 5 60 2
實施例3 233.01 8 130 3 94 6 65 2.5
實施例4 233.08 9 120 3 96 6 65 3
比較例1 233.15 10 100 2 88 7 65 3.5
比較例2 233.15 11 100 0 86 7 70 4
比較例3 233.17 12 90 0 84 7 75 5
表2
　 　 PVA薄膜
Tm(˚C) Tc(˚C) Tg(˚C) ΔTm(˚C) ΔTc(˚C) ΔTg(˚C)
左 中 右 左 中 右 左 中 右
實施例1 221.19 220.07 219.81 152 149.53 148.81 91.28 92.08 92.34 1.38 3.19 1.06
實施例2 218.15 219.79 220.04 148.16 148.70 149.74 93.07 91.83 90.46 1.89 1.58 2.61
實施例3 221.41 220.21 220.71 152.01 149.33 150.11 92.16 91.71 94.66 1.2 2.68 2.95
實施例4 212.35 211.08 213.55 145.91 145.88 147.10 90.24 89.61 94.77 2.47 1.22 5.16
比較例1 208.05 207.00 210.20 141.77 141.30 144.25 90.00 89.55 90.31 3.2 2.95 0.76
比較例2 224.71 223.58 221.51 155.3 153.5 151.11 88.61 90.27 94.05 3.21 4.19 5.44
比較例3 219.05 221.37 223.91 148.62 151.33 153.54 93.15 95.47 88.11 4.86 4.92 7.36
(表2接續)
  PVA薄膜 偏光膜
硼含量 (ppm) 遲滯量標準差 (nm) 偏光度 顏色均勻性表現
左 中 右 左 中 右
實施例1 16 18 19 1.733 1.704 1.698 99.9 99.9 99.9 O
實施例2 19 19 17 1.087 1.812 1.092 99.9 99.9 99.9 O
實施例3 17 18 18 2.961 2.338 2.817 99.9 99.9 99.9 O
實施例4 19 19 19 1.387 1.885 1.946 99.9 99.9 99.9 O
比較例1 20 20 20 1.331 1.328 1.240 99.9 99.9 99.9 Δ
比較例2 14 15 16 2.987 3.065 3.115 99.8 99.8 99.9 X
比較例3 17 17 15 2.741 1.448 3.245 99.8 99.8 99.8 X
(O : 無顏色不均、Δ: 微弱顏色不均、X: 明顯顏色不均)
如表2所示，實施例1至4之PVA薄膜的熔點(Tm)均為＞210˚C，且任意兩處ΔTm 均為＜ 3.2˚C，使用其等所完成之偏光膜在顏色均勻性的表現良好(無顏色不均)。相較之下，比較例1至3之PVA薄膜分別有熔點(Tm)大於210˚C、或任意兩處ΔTm 大於3.2˚C之情況，使用其等所完成之偏光膜在顏色均勻性的表現則不佳， 有微弱顏色不均、明顯顏色不均的情況，特別係比較例2及3，有結晶溫度(T c)大於153.5˚C、硼含量非16至19 ppm或遲滯量之標準差大於3 nm，其等偏光膜在顏色均勻性的表現即明顯不良(明顯顏色不均)。是以，本案之PVA薄膜的熔點(Tm)＞210˚C，且任意兩處ΔTm ＜ 3.2˚C，用於製備偏光膜時可具有顏色均勻性，不易產生色塊、色斑問題。
綜上所述，本發明之PVA薄膜具有熔點(Tm)＞210˚C，且任意兩處ΔTm ＜ 3.2˚C，經拉伸及染色後具有的顏色均勻性，不會產生色塊或色斑等顏色不均勻的問題，有效改善PVA薄膜製造光學薄膜的缺陷，提高製造光學薄膜的良率，特別係大尺寸偏光膜。
以上已將本發明做一詳細說明，惟以上所述者，僅惟本發明之一較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍內。
圖1為PVA薄膜切出左、中、右三片10cm*10cm面積的試片之示意圖。

Claims (15)

  1. 一種聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，PVA)薄膜，其經0.2 wt%硼酸水溶液處理後，以示差掃描熱量分析儀(Differential scanning calorimetry，DSC)量測之熔點(T m)＞210˚C，且該PVA薄膜任意兩處之熔點差(ΔT m)＜3.2˚C。
  2. 如請求項1之PVA薄膜，其經0.2 wt%硼酸水溶液處理後，具有以DSC量測之結晶溫度(T c)＜153.5˚C。
  3. 如請求項2之PVA薄膜，其經0.2 wt%硼酸水溶液處理後，該PVA薄膜任意兩處之結晶溫差(ΔT c)＜3.85˚C。
  4. 如請求項1至3任一項之PVA薄膜，其具有遲滯量之標準差＜3 nm。
  5. 如請求項4之PVA薄膜，其中0.12g之該PVA薄膜經0.2 wt%硼酸水溶液處理，並以水溶解後該水溶液之硼含量為16至19 ppm。
  6. 一種光學薄膜，其係由如請求項1至7任一項之PVA薄膜所製得。
  7. 如請求項6之光學薄膜，其係偏光膜。
  8. 如請求項7之光學薄膜，該偏光膜具有偏光度＞99.8。
  9. 一種如請求項1至4任一項之PVA薄膜之製造方法，包含： (a)將一聚乙烯醇系樹脂以4~20˚C/小時之升溫速率下攪拌，溶解溫度＞100˚C後，持溫2至4小時，且每小時攪拌方向反轉至少兩次，形成聚乙烯醇澆鑄溶液； (b) 將該澆鑄溶液澆鑄至鑄造滾筒；及 (c) 經乾燥後形成該PVA薄膜。
  10. 如請求項9之製造方法，其中該鑄造滾筒之旋轉速率為3~7m/min。
  11. 如請求項10之製造方法，其中該步驟(c)之乾燥係以熱輥或浮動乾燥機處理。
  12. 如請求項11之製造方法，其中該浮動乾燥機內沿著幅寬方向膜所接收到之最大/最小氣流量≦3.0。
  13. 如請求項9至12任一項之製造方法，其中該聚乙烯醇澆鑄溶液進一步包含塑化劑，且該塑化劑相對於100重量份之聚乙烯醇系樹脂，為3至30重量份。
  14. 如請請求項13之製造方法，其中該聚乙烯醇澆鑄溶液中，該聚乙烯醇系樹脂含量為10至60重量%。
  15. 如請求項14之製造方法，其中該聚乙烯醇系樹脂的聚合度介於800至10000。
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