TWI812332B - 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薄膜，該聚乙烯醇膜包含鹼化度大於95%之聚乙烯醇樹脂，其中，該聚乙烯醇膜在25℃下：於剪切模式，以震盪頻率100弧度/每秒(rad/s)測得之損耗因子 (loss factor, Tan δ) T1為0.40至0.93，於剪切模式，以震盪頻率1弧度/每秒(rad/s)測得之損耗因子(loss factor, Tan δ) T2為0.20至0.46；且T2/T1不超過0.75。本發明之聚乙烯醇膜同時具有膜面不易變異且不易斷膜的特性，此外，以該聚乙烯醇膜所製備之偏光膜具有優異之偏光度。

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)膜，可用於製備光學薄膜，特別係偏光膜。
聚乙烯醇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，因此已廣泛應用於包裝材料或電子產品的光學薄膜中，特別係偏光膜。
就將聚乙烯醇膜製為偏光膜而言，通常係對薄膜狀之聚乙烯醇系樹脂之單層體施以染色處理及拉伸處理，使二色性物質以配向狀態吸附於聚乙烯醇系樹脂內之聚乙烯醇系樹脂層以形成偏光膜。
針對聚乙烯醇膜拉伸時所需要的高拉伸性，以及如何降低會導致加工後變形等問題的殘留應力，先前技術如中國發明專利公開第CN114051513A號所揭示，其透過使用聚乙烯醇(A)和具有親水性基團的改性共軛二烯系聚合物(B)所形成的聚乙烯醇膜，因其具有拉伸加工性及生產率優異，故而能夠以該聚乙烯醇膜加工得到成形性優異的拉伸膜和偏振膜。
此外，製造聚乙烯醇膜之過程中，為解決原料攪拌不均勻，致成品膜拉伸不均勻、瑕疵增多，從而導致成品膜於後續加工過程中經常出現斷膜 等的現象，也有先前技術如中國發明專利公開第CN112341636A號所揭示，其在混料順序上，首先添加固態的表面活性劑和抗氧化劑，使得原料混合更加充分且可同時避免出現包埋現象；再通過微波輻射加熱使原料可混合地更加均勻，得到拉伸性穩定、厚度均勻性佳、瑕疵少、表面光潔度高的光學膜。
除上述聚乙烯醇膜已知的拉伸性/延伸率不佳致在後續加工過程中易出現斷膜現象外，本案發明人發現，製備完成之聚乙烯醇薄膜，該薄膜在無外力下久置，會發生自發性產生皺褶或霧化等型態的改變(本文中稱之為「變異」或「膜面變異」)。因此，如何解決聚乙烯醇膜之膜面變異問題，並同時使其於後續製備過程中具有不易斷膜的特性，以及使該聚乙烯醇膜所製備之偏光膜具有優異的偏光能力，為本發明所欲解決的問題。
基於上述問題，本發明通過下列技術內容實現；即，本發明之主要目的之一為提供一種聚乙烯醇膜，該聚乙烯醇膜包含鹼化度大於95%之聚乙烯醇樹脂，其中，該聚乙烯醇膜在25℃下：於剪切模式，以震盪頻率100弧度/每秒(rad/s)測得之損耗因子(loss factor,Tan δ)T1為0.40至0.93，於剪切模式，以震盪頻率1弧度/每秒(rad/s)測得之損耗因子(loss factor,Tan δ)T2為0.20至0.46；且T2/T1不超過0.75。
於一及多個實施例中，該聚乙烯醇膜之損耗因子T1為0.58至0.85，且T2/T1不超過0.60。
於一及多個實施例中，該聚乙烯醇膜之損耗因子T2為0.30至0.45。
於一及多個實施例中，該聚乙烯醇樹脂之鹼化度大於等於99.85%。
於一及多個實施例中，該聚乙烯醇樹脂之聚合度為1300至5200。
於一及多個實施例中，該聚乙烯醇樹脂之聚合度為2000至3000。
於一及多個實施例中，該聚乙烯醇膜之厚度為30至75 μm。
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。
於一及多個實施例中，該光學膜其係偏光膜。
於一及多個實施例中，該光學膜具有一偏光度為99.99%。
透過本發明之技術內容，可得到同時具有不易產生膜面變異及不易斷膜特性的聚乙烯醇膜，此外以該聚乙烯醇膜所製備之偏光膜可具有優異偏光度之特性。因此，本發明之聚乙烯醇膜可適用於多種用途，特別適用於光學膜如偏光膜。
本發明所揭露之上述及其他實施例將如下進一步搭配對應之圖式進行說明，以下為本發明之詳細說明及較佳實施例。
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，而該等修改及變化仍屬於本發明之範圍。
本發明之目的之一為提供一種聚乙烯醇膜及由其製得之光學薄膜，該聚乙烯醇膜包含鹼化度大於95%之聚乙烯醇樹脂，其中，該聚乙烯醇膜在25℃下：於剪切模式，以震盪頻率100弧度/每秒(rad/s)測得之損耗因子 (loss factor, Tan δ) T1為0.40至0.93，於剪切模式，以震盪頻率1弧度/每秒(rad/s)測得之損耗因子(loss factor, Tan δ) T2為0.20至0.46；且T2/T1不超過0.75。
本文所述之「損耗因子(Tan δ) 」係指剪切損耗模量(G'')與剪切儲存模量(G')之比值(G''/G')；其中，剪切儲存模量(G')為衡量材料在被施以振盪剪切力的過程中所儲存的能量(儲存能)，當外在振盪終止後，此能量可用於形變的恢復；剪切損耗模量(G'')，則為衡量材料在被施以振盪剪切力形變後所損耗掉的能量(內耗能)，與材料的黏性特徵有關。因此，代表G''與G'的比值之損耗因子(Tan δ)，可用於表示一材料的黏彈性質；當損耗因子(Tan δ)越大，代表該材料越表現出黏性特徵，而損耗因子(Tan δ)越小，代表該材料越表現出彈性特徵。
因此，當量測到的Tan δ較大，此易導致聚乙烯醇膜產生膜面變異(即薄膜產生皺褶或霧化) ；而量測到的Tan δ較小，此時聚乙烯醇膜雖不易膜面變異，但其於後續偏光膜製程中則易產生斷膜。
本文所述之「膜面變異」，係指聚乙烯醇膜在無外力作用下久置，自發產生皺褶或霧化等型態之改變。據推測但不受任何理論限制，膜面變異係因膜內分子重新排列，部分成分聚集而產生的局部組成不均勻所致。據推測，聚乙烯醇膜製程中因澆鑄鼓及熱輥所施加的剪切力，部分被薄膜吸收儲存，當聚乙烯醇膜於無外力作用下久置，應力會逐漸釋放，驅使膜內分子重新排列。當聚乙烯醇膜所量測到的Tan δ越大，較易發生分子重排而產生膜面變異。
本文所述之「斷膜」，係指以一定長度的聚乙烯醇膜進行所需之加工製程(例如但不限於偏光膜之製作)，並觀察其加工製程中該一定長度的聚乙烯醇膜有無斷膜的情況。據推測但不受任何理論限制，當聚乙烯醇膜所量測到的Tan δ越小，表示聚乙烯醇膜的儲存能越大，整體結構與分子排列較為規律，致聚乙烯醇膜之抗形變能力增加，進而於後續偏光製程中，抗拉強度過大而斷膜。
是以，為了能獲得同時具有膜面不易變異且不易斷膜特性的薄膜，需控制其Tan δ於一定範圍內。進一步地，本案發明人發現藉由控制聚乙烯醇膜於剪切模式，以震盪頻率分別為1及100弧度/每秒(rad/s)下所測得之損耗因子(loss factor, Tan δ) T1及T2於特定範圍內，便可獲得同時具有膜面不易變異且不易斷膜的特性薄膜。
本文所述之「損耗因子 (loss factor, Tan δ) T1」，係指於25℃及剪切模式下，使用流變儀以震盪頻率於100弧度/每秒(rad/s)測得之損耗因子值，其中，25℃係指流變儀的夾具溫度。於一及多個實施例中，該Tan δ T1為0.40至0.93，例如：0.40至0.93、0.45至0.92、0.50至0.91、0.55至0.90、0.60至0.89、0.65至0.87、0.70至0.88、0.75至0.86、0.80至0.85、0.81至0.84或0.82至0.83，特別是為0.40、0.45、0.48、0.57、0.59、0.61、0.63、0.66、0.75、0.79、0.81或0.93，且較佳為0.58至0.85。
本文所述之「損耗因子 (loss factor, Tan δ) T2」，係指於25℃及剪切模式下，使用流變儀以震盪頻率1弧度/每秒(rad/s)測得之損耗因子值，其中，25℃係指流變儀的夾具溫度。於一及多個實施例中，該Tan δ T2為0.20至0.46，例如：0.20至0.46、0.22至0.46、0.24至0.45、0.25至0.45、0.28至0.44、0.30至0.44、0.32至0.44、0.35至0.43、0.40至0.42或0.40至0.41，特別是為0.20、0.24、0.27、0.31、0.32、0.33、0.34、0.41、0.43、0.45或0.46，且較佳為0.30至0.45。
進一步地，將測得損耗因子T1及損耗因子T2，以T2/T1換算獲得Tan δ變化度(即，Tan δ變化度=低頻下測得之Tan δ T2/高頻下測得之Tan δ T1)，代表損耗變化量；當Tan δ變化度愈大時，據推測但不受任何理論限制，表示該聚乙烯醇膜的內耗作用(如分子鏈移動、分子鍵運動、相變化等)較大，顯示該材料之結構較為鬆散、分子排列較為混亂，致該聚乙烯醇膜於後續偏光製程中，分子較難排列整齊，從而使以該聚乙烯醇膜所製備之偏光膜之偏光度較差；而當聚乙烯醇膜之Tan δ變化量小於特定數值時，表示該聚乙烯醇膜的內耗作用較小，故整體結構與分子排列較為規律，從而使以該聚乙烯醇膜所製備之偏光膜有較佳的偏光度；是以，為獲得具優異偏光度之偏光膜，需控制該聚乙烯醇膜的Tan δ變化度於特定範圍內。
因此，本文中「Tan δ變化度」(亦可使用「T2/T1」表示)，於一及多個實施例中，其數值不超過0.75，較佳為不超過0.60，其數值可為例如但不限於：0.75、0.74、0.73、0.72、0.71、0.70、0.69、0.68、0.67、0.66、0.65、0.64、0.63、0.62、0.61、0.60、0.59、0.58、0.57、0.56、0.55、0.54、0.53、0.52、0.51、0.50、0.49、0.48、0.47、0.46、0.45、0.44、0.43、0.42、0.41或0.40。
本文所述之「偏光度」，係指將以本發明之聚乙烯醇膜所製成之偏光片裁成複數個特定大小的樣本後，將該等偏光片以相同流向方向重疊(正交方向)，並使用分光光度計在700 nm波長的照射下測定其透光率H 11，接著將該等偏光片以垂直流向方向重疊，同樣使用分光光度計在700nm波長照射下測定其透光率H 1，最後將所測定之透光率H 11及H 1經偏光度(%)=[(H 11-H 1)/(H 11+H 1)] 1/2，進行計算後所獲得之結果。
另一方面，前述聚乙烯醇膜之製造方法，包含：(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步膜；(c) 乾燥製程：將該聚乙烯醇初步膜於複數個熱輥及一烘箱內乾燥後，得到一聚乙烯醇膜；以及(d) 調溫調濕製程：將該聚乙烯醇膜置於調溫調濕箱中，進行溫度與濕度調整。
據推測但不受任何理論限制，於聚乙烯醇膜的製備過程中，薄膜於澆鑄製程中澆鑄鼓的溫度，乾燥製程中的乾燥條件，於調溫調濕製程中的溫度、濕度及時間，以及添加劑的添加量皆可控制Tan δ或Tan δ變化度的大小。
[關於溶解製程]
根據至少一實施例，溶解製程主要係將聚乙烯醇系樹脂、溶劑以及添加劑等邊攪拌邊升溫至至少130℃，待溶解均勻後，調整該樹脂的濃度至20至50%，得到聚乙烯醇澆鑄溶液。
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，形成聚合度為1300至5200之聚乙烯酯系樹脂後，再進行皂化反應以獲得鹼化度大於95%之聚乙烯醇樹脂。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。此外，烯烴類化合物或丙烯酸酯衍生物與前述乙烯酯系樹脂單體共聚合形成之共聚合物亦可使用。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。
本文所述之「聚合度」，係指依據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，該聚乙烯醇樹脂之聚合度為1300至5200之間，如以下數值中任意兩者間的範圍，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；於本發明中較佳為2000至3000之間。
本文所述之「鹼化度」，係指依據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大於95%，以獲得較佳之光學特性，例如：大於95%、大於96%、大於97%、大於98%或大於99%；若聚乙烯醇系樹脂的鹼化度大於95%，則可增強該樹脂的強度，使該樹脂於後續偏光膜製程中經染色、固定處理時不易溶解，從而易於獲得偏光性能較高的偏光膜。進一步地，該聚乙烯醇系樹脂的鹼化度為大於等於99.00%，例如：大於等於99.00%、大於等於99.15%、大於等於99.25%、大於等於99.35%、大於等於99.45%、大於等於99.55%、大於等於99.65%、大於等於99.75%、大於等於99.85%、大於等於99.95%；於本發明中較佳為大於99.85%。
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，前述溶解製程中所使用的添加劑，可為界面活性劑、可塑劑/增塑劑等中至少一者。其中，前述「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、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。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15 wt%，具體例如但不限於：6 wt%、7 wt%、8 wt%、9 wt%、10 wt%、11 wt%、12 wt%、13 wt%、14 wt%或15 wt%。
前述「界面活性劑」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。添加劑的添加量，會影響Tan δ與Tan δ變化度，較佳控制其添加量於一定範圍內，於一及多個實施例中，該界面活性劑的添加量相對於聚乙烯醇樹脂之重量為1500至3000 ppm，具體例如但不限於：1500 ppm、1600 ppm、1700 ppm、1800 ppm、1900 ppm、2000 ppm、2100 ppm、2200 ppm、2300 ppm、2400 ppm、2500 ppm、2600 ppm、2700 ppm、2800 ppm、2900 ppm或3000 ppm。
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至少130˚C，具體例如：至少130˚C、至少140˚C或至少150˚C等。
於一及多個實施例中，該聚乙烯醇系樹脂水溶液之濃度較佳為20至50%，具體例如：20%、25%、30%、35%、40%、45%或50%。若樹脂濃度過低，薄膜的乾燥負荷變高；反之，樹脂濃度過高則黏度過高，將使製膜困難。
[關於澆鑄製程]
根據至少一實施例，澆鑄製程主要係將該聚乙烯醇澆鑄溶液經消泡(可使用靜置消泡法或利用具有通氣孔之多軸擠壓機進行消泡，例如但不限於使用雙螺旋押出機消泡)後，控制溶液溫度為至少90˚C，再自T型狹縫模唇中吐出，流延至澆鑄鼓(或稱澆鑄滾筒)、無端皮帶等等作為支持體的澆鑄鼓上製膜，得到一聚乙烯醇初步膜。
於一及多個實施例中，該聚乙烯醇澆鑄溶液的溫度較佳為至少90˚C，例如：90˚C、91˚C、92˚C、93˚C、94˚C或95˚C。於一及多個實施例中，該澆鑄鼓之溫度較佳為85至95℃之間，具體如下但不限於：85℃、86℃、87℃、88℃、89℃、90℃、91℃、92℃、93℃、94℃或95℃。
[關於乾燥製程]
根據至少一實施例，乾燥製程主要係將該聚乙烯醇初步膜自澆鑄鼓上剝離後，經複數個熱輥接觸乾燥其上下兩面，接著使用烘箱將該聚乙烯醇初步膜之上下兩面以熱風進行乾燥後，得到聚乙烯醇膜。
於一及多個實施例中，該複數個熱輥的數量可以為2至30支，例如但不限於：2、5、10、15、20、25或30支。其中，該複數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，最終熱輥之溫度為所有熱輥中最低溫者。於一及多個實施例中，該起始熱輥之溫度較佳為80至100℃之間，具體如以下數值中任意兩者間的範圍，例如：80℃、85℃、90˚C、95˚C或100˚C。於一及多個實施例中，該最終熱輥之溫度較佳為30℃至60℃，具體如以下數值中任意兩者間的範圍，例如：30˚C、35˚C、40˚C、45˚C、50˚C、55˚C或60˚C。
於一及多個實施例中，該烘箱較佳係採用浮動式烘箱，且其溫度控制在40℃至120℃之間，具體如以下數值中任意兩者間的範圍，例如：40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃或120℃；且該烘箱之整體平均溫度較佳為70℃至80℃之間，具體例如：70℃、71℃、72℃、73℃、74℃、75℃、76℃、77℃、78℃、79℃或80℃。於一及多個實施例中，該聚乙烯醇膜於該烘箱之乾燥時間較佳為1至3分之間，具體如以下數值中任意兩者間的範圍，例如：1分、1.5分、2分、2.5分或3分。
[關於調溫調濕製程]
根據本案之一較佳實施態樣，該聚乙烯醇膜經上述乾燥製程後，進一步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較佳為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℃。於一及多個實施例中，該調溫調濕箱之相對濕度較佳為70至80%之間，具體如以下數值中任意兩者間的範圍，例如：70%、72%、74%、76%、78%或80%。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為5至20分之間，具體如以下數值中任意兩者間的範圍，例如：5分、10分、15分或20分。
於一及多個實施例中，經前述製備方式所獲得之聚乙烯醇膜，其厚度較佳為30至75 μm之間，具體如以下數值中任意兩者間的範圍，例如：30 μm、35 μm、40 μm、45 μm、50 μm、55 μm、60 μm、65 μm、70 μm、75 μm或80 μm，前述數值僅具例示而無限制性。此外，如所獲得之聚乙烯醇膜係用於製備薄型化偏光膜，則該聚乙烯醇薄之厚度可為50 μm以下，較佳為40 μm以下，特佳為30 μm以下。
本發明另一目的為提供一種光學薄膜，其係由前述之聚乙烯醇膜所製得。本文所述之「光學薄膜」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，而以偏光膜為較佳。 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。
製造聚乙烯醇膜：先將聚乙烯醇系樹脂透過溶解桶加熱融化形成聚乙烯醇澆鑄溶液；接著將該聚乙烯醇澆鑄溶液經T型狹縫模唇及澆鑄鼓乾燥壓出成型，以形成聚乙烯醇初步膜；最後將該聚乙烯醇初步膜經複數個熱輥以及烘箱進行乾燥，以獲得聚乙烯醇膜。
以下為本實施例及比較例製造聚乙烯醇膜的主要步驟，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： 1. 首先，加入鹼化度≧99.85 mole%且聚合度約2400的聚乙烯醇樹脂1800 kg、水4000 kg、可塑劑甘油180 kg及月桂醇聚氧乙烯醚(添加量如表1所示)於溶解桶中，接著邊攪拌邊升溫至130℃，待溶解均勻後，加入水調整該樹脂之濃度至30.0%，得到聚乙烯醇澆鑄溶液。 2. 將該聚乙烯醇澆鑄溶液經雙螺旋押出機消泡後，控制該澆鑄溶液溫度為93℃，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進行乾燥製成聚乙烯醇初步膜。 3. 將該聚乙烯醇初步膜自澆鑄鼓剝離後，經15個熱輥接觸以乾燥其膜的上下兩面，其中第1支熱輥為全部熱輥中最高溫者，接續的熱輥溫度慢慢調降，至第15支熱輥溫度降至40℃，為全部熱輥中最低溫者。 4. 接著，使用浮動式烘箱將該聚乙烯醇初步膜的上下兩面以熱風乾燥，其中烘箱的乾燥溫度介於40至120℃。 5. 最後，將經乾燥之聚乙烯醇初步膜放置於調溫調濕箱中進行處理，得到聚乙烯醇膜成品。
表1
  項目 月桂醇 聚氧乙烯醚 (ppm) 澆鑄鼓溫度 (℃) 第 1 支熱輥 溫度 (℃) 烘箱乾燥條件 調溫調濕處理條件
平均 溫度 (℃) 乾燥 時間 ( 分 ) 溫度 (℃) 相對濕度 (%) 時間 ( 分 )
實施例1 1500 93 90 75 3 40 70 20
實施例2 3000 90 90 75 3 40 70 5
實施例3 1500 86 90 75 3 40 70 20
實施例4 3000 90 90 75 3 35 70 5
實施例5 3000 86 86 70 1.5 40 70 20
實施例6 3000 90 90 75 3 35 70 20
實施例7 3000 86 86 70 1.5 40 80 20
實施例8 1500 90 90 70 1.5 35 70 20
實施例9 1500 90 86 70 1.5 35 70 20
實施例10 1500 89 89 75 1.5 40 70 5
實施例11 1500 93 90 75 3 40 80 20
實施例12 3000 93 90 75 3 40 80 20
比較例1 1500 99 95 75 3 40 70 20
比較例2 3000 90 90 80 10 35 90 30
比較例3 3000 90 90 75 3 35 90 30
比較例4 6000 86 86 70 1.5 35 80 20
比較例5 6000 86 86 70 1.5 50 80 20
比較例6 3000 80 80 60 1.5 35 70 20
比較例7 1500 93 90 75 3 25 60 20
比較例8 1500 89 89 75 1.5 40 90 30
將上述實施例1至12及比較例1至8所得之聚乙烯醇膜，進行下列分析試驗，所使用之分析試驗方式詳述如下：
Tan δ 與 Tan δ 變化度分析ž       儀器：TA儀器之DHR HR-20流變儀。 ž       樣品製備：將聚乙烯醇膜裁切成直徑為2.5 cm之圓形後，置於定溫30℃、定相對溼度70%的環境中靜置5分鐘，使樣品均勻吸濕。 ž       測試方法：以震盪掃頻模式量測，並記錄夾具感測之扭矩和角位移，及應力和應變資訊。其中，震盪掃頻為馬達以零位順時針/逆時針轉動對樣品進行剪切。 ž       測試條件： 模式：震盪掃頻； 頻率範圍：0.1至350 rad/s (0.01-100 Hz)； 應變：1%； 夾具：平板夾(直徑2.5 cm)，固定正向力1 N； 夾具溫度：25℃； 環境溫度：25至30℃； 環境濕度：相對溼度40至60%。 ž       數據結果：經儀器直接顯示不同頻率所對應的Tan δ。 ž       數據轉換：流變儀掃頻結果中，取頻率1及100 rad/s之數據結果進行計算，計算方式如下：
膜面評價ž       樣品製備：將聚乙烯醇膜裁切成流向方向約為40 cm ± 5%、幅寬方向為2.8 m ± 5%大小的薄膜樣品。 ž       測試條件：將前述薄膜樣品靜置於鋁箔袋中密封，並放置於一般常溫櫃(23至27℃)中保存超過1個月。 ž       評價標準：觀察薄膜樣品其膜面有無皺褶及/或產生面積大於1 cm*1 cm的霧化情形。若薄膜樣品之膜面無皺褶或無膜面霧化情形產生，給予「O」評價；若薄膜樣品之膜面有皺褶或有膜面霧化之膜面變異，則給予「X」評價。
斷膜評價ž       測試條件：連續抽拉聚乙烯醇膜樣品5000 m進行偏光膜製作。偏光膜製備方式如下： i.            將聚乙烯醇膜浸漬於注滿30℃純水的膨潤槽中進行膜面水洗與膨潤，並將該薄膜沿機械方向(MD)拉伸至其原始長度的1.2倍； ii.            將該經初步拉伸之薄膜，一邊浸漬於30℃含有碘0.37 g/L與碘化鉀18.5 g/L水溶液的染色槽中進行染色，再一邊將該薄膜沿機械方向延伸至其原始長度的3.4倍； iii.            將該經二次拉伸及染色完成之薄膜浸入55℃含有硼酸與碘化鉀各55 g/L之水溶液的延伸槽中，並將該薄膜沿機械方向延伸至其原始長度的6倍； iv.            將該經三次拉伸之薄膜浸入含有碘化鉀55 g/L的水溶液中，並清洗殘留於其膜面的碘液與硼酸； v.            將該經洗淨之薄膜通過60℃烘箱乾燥5分鐘後，完成偏光膜之製備。 ž       評價標準：觀察薄膜樣品於偏光膜製備過程中有無斷膜情形發生。若於製備過程中薄膜無斷膜情形發生，給予「◎」評價；若於製備過程中薄膜有1次斷膜情形發生，給予「O」評價；若於製備過程中薄膜有大於1次斷膜情形發生，則給予「X」評價。
偏光度評價ž       測試條件：將以聚乙烯醇膜樣品所製成之偏光片裁成2張4 cm(機械方向)×4 cm(寬度方向)的正方形樣本後，將該等偏光片以相同流向方向重疊，並使用分光光度計在700 nm波長的照射下測定其透光率H 11，接著將該等偏光膜以垂直流向方向重疊(正交方向)，同樣使用分光光度計在700nm波長照射下測定其透光率H 1，最後將所測定之透光率H 11及H 1數據進行計算，計算方式如下： 偏光度(%)=[(H 11-H 1)/(H 11+H 1)] 1/2
將實施例1至12及比較例1至8之聚乙烯醇膜進行上列分析試驗後，所得結果總結如下表2所示：
表2
  項目 PVA 鹼化度 (mol%) 膜厚度 (μm ) Tan δ ： 100 rad/s (T1) Tan δ ： 1 rad/s (T2) T2/ T1   膜面 評價   斷膜 評價   偏光度 (%)
實施例1 99.90 75 0.48 0.27 0.56 O O 99.99
實施例2 99.94 60 0.59 0.31 0.53 O ◎ 99.99
實施例3 99.91 75 0.63 0.34 0.54 O ◎ 99.99
實施例4 99.85 60 0.61 0.33 0.54 O ◎ 99.99
實施例5 99.89 75 0.79 0.45 0.57 O ◎ 99.99
實施例6 99.92 60 0.81 0.41 0.51 O ◎ 99.99
實施例7 99.93 75 0.93 0.46 0.49 O O 99.99
實施例8 99.94 45 0.75 0.43 0.57 O ◎ 99.99
實施例9 99.90 45 0.66 0.43 0.65 O O 99.99
實施例10 99.94 30 0.57 0.24 0.42 O O 99.99
實施例11 99.92 60 0.40 0.20 0.50 O O 99.99
實施例12 99.91 60 0.45 0.32 0.71 O O 99.99
比較例1 99.90 75 0.30 0.15 0.50 O X -
比較例2 99.91 45 0.40 0.37 0.93 O O 99.74
比較例3 99.89 45 0.40 0.38 0.95 O O 99.81
比較例4 99.93 75 0.97 0.56 0.58 X X -
比較例5 99.90 75 0.95 0.54 0.57 X X -
比較例6 99.89 60 0.99 0.58 0.59 X X -
比較例7 99.90 60 0.35 0.17 0.49 O X -
比較例8 99.89 30 0.5 0.41 0.82 O O 99.86
根據表2可見，實施例1至12之聚乙烯醇膜，在25℃之剪切模式下，以震盪頻率100 rad/s所測得之Tan δ T1為0.40至0.93、以震盪頻率1 rad/s所測得之Tan δ T2為0.20至0.46，且T2/T1不超過0.75，該等聚乙烯醇膜可同時具有優異的膜面評價(即膜面無皺褶或霧化)、於偏光膜製備過程中斷膜發生情形不大於1次，以及使以該等薄膜所製備之偏光膜可具有99.9%的偏光度；尤其實施例2至6及8之薄膜於偏光膜製備過程中更無任何斷膜情形產生。相較之下，比較例1及4至7之聚乙烯醇膜在未同時控制其在25℃之剪切模式下，以震盪頻率100 rad/s所測得之Tan δ T1為0.40至0.93、以震盪頻率1 rad/s所測得之Tan δ T2為0.20至0.46，且T2/T1不超過0.75之情形下，致該等聚乙烯醇膜無法同時具有優異的膜面評價、於偏光膜製備過程中斷膜發生情形不大於1次；縱比較例2、3及8之聚乙烯醇具優良的膜面及斷膜評價，然以該等聚乙烯醇所製備之偏光膜，無法同實施例1至12之所製成的偏光膜般，具有優異的偏光度。
綜上所述，透過本發明技術內容，可使包含鹼化度大於95%之聚乙烯醇樹脂的聚乙烯醇膜，在25℃之剪切模式下，以震盪頻率100 rad/s所測得之Tan δ T1為0.40至0.93、以震盪頻率1 rad/s所測得之Tan δ T2為0.20至0.46，且T2/T1不超過0.75，從而得到可同時具有不易變異以及斷膜特性的聚乙烯醇膜，且使以該薄膜所製備之偏光膜可呈現優異偏光能力。
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。
本文所用之術語「包括」、「具有」和「包含」具有開放、非限制性的意義。術語「一」和「該」應理解為涵蓋複數及單數。術語「一個或多個」係指「至少一個」，因此可包括單一特徵或混合物/組合特徵。
除了在操作實施例中或在另外指出的地方，所有表示成分及/或反應條件的量的數字在所有情況下皆可使用術語「約」修飾，意指在所指示的數字的±5%以內。本文所用之術語「基本上不含」或「實質上不含」係指少於約2%的特定特徵。在申請專利範圍中可否定地排除本文中肯定地闡述的所有要素或特徵。
無。
無。
無。
無。

Claims (10)

  1. 一種聚乙烯醇膜，包含鹼化度大於95%之聚乙烯醇樹脂，其中，該聚乙烯醇膜在25℃下：於剪切模式，以震盪頻率100弧度/每秒(rad/s)測得之損耗因子(loss factor,Tan δ)T1為0.40至0.93，於剪切模式，以震盪頻率1弧度/每秒(rad/s)測得之損耗因子(loss factor,Tan δ)T2為0.20至0.46；且T2/T1不超過0.75。
  2. 如請求項1之聚乙烯醇膜，其中，該聚乙烯醇膜之損耗因子T1為0.58至0.85，且T2/T1不超過0.60。
  3. 如請求項2之聚乙烯醇膜，其中，該聚乙烯醇膜之損耗因子T2為0.30至0.45。
  4. 如請求項1之聚乙烯醇膜，其中，該聚乙烯醇樹脂之鹼化度大於等於99.85%。
  5. 如請求項1至4任一項之聚乙烯醇膜，其中，該聚乙烯醇樹脂之聚合度為1300至5200。
  6. 如請求項1至4任一項之聚乙烯醇膜，其中，該聚乙烯醇樹脂之聚合度為2000至3000。
  7. 如請求項1至4任一項之聚乙烯醇膜，其中，該聚乙烯醇膜之厚度為30至75μm。
  8. 一種光學膜，其係由如請求項1至7任一項之聚乙烯醇膜所製得。
  9. 如請求項8之光學膜，其係偏光膜。
  10. 如請求項9之學膜，其具有一偏光度為99.99%。
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