CN112280226B - 一种聚乙烯醇系光学膜及其制备方法 - Google Patents

一种聚乙烯醇系光学膜及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112280226B
CN112280226B CN202011119338.0A CN202011119338A CN112280226B CN 112280226 B CN112280226 B CN 112280226B CN 202011119338 A CN202011119338 A CN 202011119338A CN 112280226 B CN112280226 B CN 112280226B
Authority
CN
China
Prior art keywords
polyvinyl alcohol
optical film
film
polyester polyol
drying
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011119338.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112280226A (zh
Inventor
吕惠霞
何志群
尹富强
杨坤
李宇虹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Chongqing Chuanwei Chemical Co Ltd
Original Assignee
China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Chongqing Chuanwei Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Petroleum and Chemical Corp, Sinopec Chongqing Chuanwei Chemical Co Ltd filed Critical China Petroleum and Chemical Corp
Priority to CN202011119338.0A priority Critical patent/CN112280226B/zh
Publication of CN112280226A publication Critical patent/CN112280226A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112280226B publication Critical patent/CN112280226B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18—Manufacture of films or sheets
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2329/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal, or ketal radical; Hydrolysed polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids; Derivatives of such polymer
    • C08J2329/02—Homopolymers or copolymers of unsaturated alcohols
    • C08J2329/04—Polyvinyl alcohol; Partially hydrolysed homopolymers or copolymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2467/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/05—Alcohols; Metal alcoholates
    • C08K5/053—Polyhydroxylic alcohols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/17—Amines; Quaternary ammonium compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)

Abstract

本发明涉及光学膜制备领域，公开了一种聚乙烯醇系光学膜及其制备方法，其中，聚乙烯醇系光学膜的制膜原料包括聚乙烯醇系聚合物、增塑剂、超支化聚酯多元醇和溶剂；该聚乙烯醇系光学膜的制备方法包括以下步骤：1)制备制膜原液：将聚乙烯醇系聚合物、增塑剂、超支化聚酯多元醇和溶剂混炼、塑化得到制膜原液；2)成膜：将步骤1)中制备的制膜原液流延成膜并干燥得到聚乙烯醇系光学膜。本发明中的聚乙烯醇系光学膜具有晶点少、光学性和稳定性良好、延展性均匀、拉伸断裂伸长率高、拉伸不易断裂的优点，从而制备更薄的偏光片，推动薄型偏光片的生产和应用。

Description

一种聚乙烯醇系光学膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及光学膜制备领域，具体涉及一种聚乙烯醇系光学膜及其制备方法。
背景技术
聚乙烯醇(PVA)光学膜是以PVA为主要原料，辅以增塑剂等助剂经塑化、挤出、流延、干燥等工艺制成的薄膜，而液晶显示屏的关键组件——偏光片是PVA光学膜经拉伸、染色、上下覆上三醋酸纤维素膜等复杂工艺制成的一种复合膜材，其中，PVA光学膜是最核心的膜层。
随着偏光片向薄型化的趋势发展，所用PVA光学膜的厚度也相应地更薄，这对PVA光学膜的光学性能、拉伸强度和拉伸倍率提出更高的要求。然而，目前PVA光学膜的拉伸强度和拉伸倍率无法满足薄型偏光片对PVA光学膜的要求，换而言之，现有的PVA光学膜光学性能及稳定性差，且在制备薄型偏光片的过程中拉伸时容易出现断裂的问题，无法用于制备更薄的偏光片，限制了薄型偏光片的发展和应用。
发明内容
本发明意在提供一种聚乙烯醇系光学膜及其制备方法，以解决现有PVA光学膜光学性能不稳定且在制备薄型偏光片的过程中拉伸时容易出现断裂的问题。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种聚乙烯醇系光学膜，其制膜原料中包括聚乙烯醇系聚合物、增塑剂、超支化聚酯多元醇和溶剂。
本方案还提供一种聚乙烯醇系光学膜的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备制膜原液：将聚乙烯醇系聚合物、增塑剂、超支化聚酯多元醇和溶剂混炼、塑化，得到制膜原液，或将聚乙烯醇系聚合物、甘油、三乙醇胺、超支化聚酯多元醇和溶剂混炼、塑化，得到制膜原液；
S2：成膜：将步骤S1中制备的制膜原液流延成膜并干燥得到聚乙烯醇系光学膜。
本方案的原理及优点是：本方案中，超支化聚酯多元醇的加入破坏了聚乙烯醇的分子间和分子内氢键作用，且与大分子形成适量的交联，降低了PVA的结晶能力，增强了薄膜的光学稳定性，使得制备出的聚乙烯醇系光学膜具有优异的光学性能和拉伸性能，拉伸断裂伸长率高，拉伸过程中不易断裂，能够用于制备更薄的偏光片，推动薄型偏光片的生产和应用。并且，本方案中的聚乙烯醇系光学膜晶点少、光学性能优异，延展性均匀，质量高。本方案在现有的聚乙烯醇系光学膜制备工艺的基础上，仅改进了添加物料，改进成本低，易于推广。
优选的，作为一种改进，聚乙烯醇系聚合物、增塑剂、超支化聚酯多元醇及溶剂的质量比为10-40:5-15:1-5:40-84。
本方案中，发明人通过研究发现，将聚乙烯醇系聚合物、增塑剂、超支化聚酯多元醇及溶剂的质量比限制在10-40:5-15:1-5:40-84时，能够进一步提高聚乙烯醇系光学膜的拉伸性能。
优选的，作为一种改进，所述制膜原料还包括三乙醇胺，所述增塑剂为甘油，甘油、三乙醇胺和超支化聚酯多元醇形成复配物。
本方案中，制膜原料还包括三乙醇胺，三乙醇胺既能快速分散又能容易的进入聚乙烯醇分子内部，起到较好的增塑作用，使得聚乙烯醇获得稳定的增塑性能。
优选的，作为一种改进，所述复配物中，甘油、三乙醇胺和超支化聚酯多元醇的质量比为3:2:1。
本方案中，发明人通过研究发现，将复配物中的甘油、三乙醇胺及超支化聚酯多元醇的质量比限制为3:2:1时，能够进一步提高聚乙烯醇系光学膜的拉伸性能。
优选的，作为一种改进，聚乙烯醇系聚合物、复配物及溶剂的质量比为10-40:6-20:40-84。
本方案中，发明人通过研究发现，将聚乙烯醇系聚合物、复配物及溶剂的质量比限制在10-40:6-20:40-84时，能够进一步提高聚乙烯醇系光学膜的拉伸性能。
优选的，作为一种改进，所述步骤S1中，混炼、塑化的温度为75-120℃，混炼、塑化的时间为10-60min。
本方案中，发明人通过研究发现，混炼、塑化的温度为75-120℃，混炼、塑化的时间为10-60min是较优的混炼、塑化条件，在该混炼、塑化条件下，不仅能够使得各制膜原料之间反应良好，得到合格的制膜原液，还能够避免高热带来的副反应，以及长时间混炼造成的能源浪费。
优选的，作为一种改进，所述步骤S2中的干燥分为一阶段干燥和二阶段干燥，一阶段干燥在钢带上进行，钢带的温度为55-75℃；二阶段干燥采用烘箱进行，干燥温度为75-160℃。
本方案中，一阶段干燥至二阶段干燥的干燥过程中，干燥温度逐渐上升，更有利于聚乙烯醇系光学膜内的水分蒸发，避免聚乙烯醇系光学膜内的水分在高温下来不及蒸发而形成气泡，降低其光学性能，从而降低产品质量。
优选的，作为一种改进，所述一阶段干燥中，分为两个区，一区干燥温度为55-60℃，二区干燥温度为61-75℃，一区和二区的干燥温度保持不变或逐渐升高，干燥温度逐渐升高时，温度的升高梯度不能超过1-2℃/min。
本方案中，将一阶段干燥分为一区干燥和二区干燥，并且，二区干燥的温度高于一区干燥的温度，从而实现阶梯干燥，使得膜干燥更加均匀和充分。此外，限制一区和二区的干燥温度不变或逐渐升高，且温度的升高梯度不能超过1-2℃/min，如此，尽可能保障膜内水分蒸发速度均匀，从而保障膜厚度方向的干燥程度的均匀性。
优选的，作为一种改进，所述步骤S1中，聚乙烯醇系聚合物、增塑剂、超支化聚酯多元醇和溶剂混炼、塑化后脱泡、过滤得到制膜原液；或聚乙烯醇系聚合物、甘油、三乙醇胺、超支化聚酯多元醇和溶剂混炼、塑化后脱泡、过滤得到制膜原液。
本方案中，经脱泡后的制膜原液再过滤，一方面，过滤能够除去制膜原液中的杂质，另一方面，过滤能够更进一步对制膜原液进行脱泡，确保制膜原液中不含气泡，从而提高成品膜的质量。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
实施例1-7为本发明的实施例，对比例1-3为本发明的对比例，各实施例及对比例中各制膜原料的添加量及工艺条件如表1所示。表1中，聚乙烯醇系聚合物、增塑剂、超支化聚酯多元醇、三乙醇胺、溶剂的添加量单位为份，“/”代表“无”。
表1
Figure BDA0002731469870000031
Figure BDA0002731469870000041
以实施例1为例详细说明本发明一种聚乙烯醇系光学膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：在93℃下，将10份聚乙烯醇系聚合物、5份增塑剂、1份超支化聚酯多元醇和84份溶剂以任意次序混炼60min，塑化得到溶体，溶体在93℃下静置脱泡后经过滤得到制膜原液。
本步骤中，溶剂为水，增塑剂为甘油。且本步骤中的聚乙烯醇系聚合物是通过将醋酸乙烯酯聚合而得的聚乙烯醋酸酯皂化而得，该聚乙烯醇系聚合物的制备方法为本领域技术人员公知的，在此不再赘述。
步骤二：将步骤一得到的制膜原液在饱和蒸汽压下通过压力作用压入夹缝模头挤出流延到钢带上进行一阶段干燥，一区干燥温度为55℃，干燥时间为90min。经一区干燥后得到初步成型的薄膜，将初步形成的薄膜引至二区干燥的钢带上，在68℃下进行二区干燥，干燥时间为60min。最后将薄膜悬浮在烘箱中，在160℃的温度下干燥5min，获得本发明中的聚乙烯醇系光学膜。
分别对实施例1-7及对比例1-3制备而成的聚乙烯醇系光学膜进行性能检测，检测指标包括：拉伸性能、厚度极差、透光率、晶点等，结果如表2所示，其中拉伸性评价，采用CMT6104微机控制电子万能试验机，按GB13022-91进行测试；薄膜厚度均匀性用厚度极差来表示；透光性采用采用紫外可见分光光度分析。
表2
Figure BDA0002731469870000051
由表2可知，本发明实施例1-7制备而成的聚乙烯醇系光学膜的性能整体优于对比例制备而成的聚乙烯醇系光学膜。其中，实施例4与对比例3相比，聚乙烯醇系光学膜的拉伸强度横向提高了28.8％，拉伸强度纵向提高了25.0％，拉伸倍率横向提高了44.7％，拉伸倍率纵向提高了44.1％；实施例6与对比例2相比，聚乙烯醇系光学膜的拉伸强度横向提高了47.3％，拉伸强度纵向提高了45.5％，拉伸倍率横向提高了54.6％，拉伸倍率纵向提高了51.4％；实施例5和实施例1相比，聚乙烯醇系光学膜的拉伸强度横向提高了11.9％，拉伸强度纵向提高了16.9％，拉伸倍率横向提高了19.8％，拉伸倍率纵向提高了20.4％。
总之，通过实施例与对比例的对比，不难发现，仅依靠增塑剂对聚乙烯醇系聚合物进行改性，得到的聚乙烯醇系光学膜的拉伸性能不佳，而利用增塑剂、超支化聚酯多元醇配合或利用增塑剂、超支化聚酯多元醇及三乙醇胺配合改性聚乙烯醇系聚合物，而得到的聚乙烯醇系光学膜的拉伸性能更强，拉伸倍率更大，能够拉伸得到更薄的聚乙烯醇系光学膜，从而制得更薄的偏光片，推动薄型偏光片的生产和应用。并且，利用增塑剂、超支化聚酯多元醇及三乙醇胺配合改性聚乙烯醇系聚合物，而得到的聚乙烯醇系光学膜的拉伸性能，比利用增塑剂、超支化聚酯多元醇配合改性聚乙烯醇系聚合物，而得到的聚乙烯醇系光学膜的拉伸性能更强。
此外，实施例1-7制备而成的聚乙烯醇系光学膜的厚度极差均小于对比例1-3制备而成的聚乙烯醇系光学膜。不仅如此，实施例1-7制备而成的聚乙烯醇系光学膜的透光率均优于对比例1-3制备而成的聚乙烯醇系光学膜，前者的晶点也少于后者的晶点。由此可见，本发明中的聚乙烯醇系光学膜不仅具有优异的拉伸性能，还具有良好的透光率、晶点少、延展性均匀的优点，质量高。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.一种聚乙烯醇系光学膜，其特征在于：其制膜原料中包括聚乙烯醇系聚合物、增塑剂、超支化聚酯多元醇和溶剂；聚乙烯醇系聚合物、增塑剂、超支化聚酯多元醇及溶剂的质量比为10-40:5-15:1-5:40-84；所述制膜原料还包括三乙醇胺，所述增塑剂为甘油；甘油、三乙醇胺和超支化聚酯多元醇形成复配物；所述复配物中，甘油、三乙醇胺和超支化聚酯多元醇的质量比为3:2:1；聚乙烯醇系聚合物、复配物及溶剂的质量比为10-40:6-20:40-84。
2.一种制备权利要求1中的聚乙烯醇系光学膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、制备制膜原液：将聚乙烯醇系聚合物、甘油、三乙醇胺、超支化聚酯多元醇和溶剂混炼、塑化，得到制膜原液；
S2：成膜：将步骤S1中制备的制膜原液流延成膜并干燥得到聚乙烯醇系光学膜。
3.根据权利要求2所述的聚乙烯醇系光学膜的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，混炼、塑化的温度为75-120℃，混炼、塑化的时间为10-60min。
4.根据权利要求3所述的聚乙烯醇系光学膜的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中的干燥分为一阶段干燥、二阶段干燥，一阶段干燥在钢带上进行，钢带的干燥温度为55-75℃；二阶段干燥在烘箱中进行，干燥温度为75-160℃。
5.根据权利要求4所述的聚乙烯醇系光学膜的制备方法，其特征在于：所述一阶段干燥中，分为两个区，一区干燥温度为55-60℃，二区干燥温度为61-75℃，一区和二区的干燥温度保持不变或逐渐升高；干燥温度逐渐升高时，温度的升高梯度不能超过1℃/min。
6.根据权利要求5所述的聚乙烯醇系光学膜的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，聚乙烯醇系聚合物、甘油、三乙醇胺、超支化聚酯多元醇和溶剂混炼、塑化后脱泡、过滤得到制膜原液。
CN202011119338.0A 2020-10-19 2020-10-19 一种聚乙烯醇系光学膜及其制备方法 Active CN112280226B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011119338.0A CN112280226B (zh) 2020-10-19 2020-10-19 一种聚乙烯醇系光学膜及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011119338.0A CN112280226B (zh) 2020-10-19 2020-10-19 一种聚乙烯醇系光学膜及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112280226A CN112280226A (zh) 2021-01-29
CN112280226B true CN112280226B (zh) 2022-06-14

Family

ID=74496379

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011119338.0A Active CN112280226B (zh) 2020-10-19 2020-10-19 一种聚乙烯醇系光学膜及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112280226B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114230949B (zh) * 2021-12-28 2023-08-18 重庆光谱新材料科技有限公司 聚乙烯醇薄膜及其制备方法和偏光片

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101033320B (zh) * 2007-03-20 2010-10-13 中国乐凯胶片集团公司 一种偏光片用聚乙烯醇膜
CN102432968B (zh) * 2011-10-12 2013-08-28 江苏博特新材料有限公司 改性聚乙烯醇及其制备方法
CN107216585A (zh) * 2017-05-27 2017-09-29 中国石油化工集团公司 一种聚乙烯醇系光学膜及其制备方法
CN109181182B (zh) * 2018-08-24 2021-05-28 中山市新领航塑化科技有限公司 一种环保型耐迁移聚乙烯醇全生物降解薄膜
KR20210098988A (ko) * 2018-12-04 2021-08-11 주식회사 쿠라레 폴리비닐알코올 필름 및 이를 이용한 편광필름의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
CN112280226A (zh) 2021-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5036191B2 (ja) ポリビニルアルコール系フィルムおよびその製造方法
CN1748980B (zh) 起偏振片保护膜及其制造方法、起偏振片和液晶显示器
KR101042213B1 (ko) 위상차 필름, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 액정 표시 장치
JP5200977B2 (ja) セルロースエステルフィルム、光学フィルム、偏光板、液晶表示装置およびセルロースエステルフィルムの溶融流延製膜方法
WO2010071093A1 (ja) 偏光フィルムの製造法
CN109181242B (zh) 塑料薄膜用开口剂母粒及其制备方法
CN112280226B (zh) 一种聚乙烯醇系光学膜及其制备方法
JP2002028939A (ja) ポリビニルアルコール系重合体フィルムとその製造法および偏光フィルム
CN111405972A (zh) 聚乙烯醇膜和其制造方法
CN108441976B (zh) 一种超高分子量聚乙烯膜裂纤维及其制备方法
JP5251857B2 (ja) 光学フィルム
WO2017130681A1 (ja) 樹脂組成物、及びその用途
KR100266849B1 (ko) 편광 필름의제조방법
CN110845747A (zh) 一种柔韧性良好的pva薄膜及其制造方法
JPH06118231A (ja) 光学用フィルム
CN109370130B (zh) 一种高浓低粘聚乙烯醇系熔体及其膜的制备方法
KR101188751B1 (ko) 파지티브 복굴절을 갖는 아크릴계 위상차 필름 및 이를포함하는 액정 표시 장치
CN109438888B (zh) 一种不同立构含量的聚乙烯醇系膜及其制备方法
CN112622314B (zh) 一种pva光学薄膜的制备方法
KR100930977B1 (ko) 폴리비닐알코올계 중합체 필름, 이의 제조방법, 및 이를이용한 편광 필름의 제조방법
WO2000050675A1 (en) Carbon fibers or sheets made from copolymers of acrylonitrile
CN109181185B (zh) 一种光学膜专用pva系熔体及其膜的制备方法
CN110539464B (zh) 一种提高聚乙烯醇光学薄膜拉伸性能的方法
CN114230949B (zh) 聚乙烯醇薄膜及其制备方法和偏光片
JPH1138229A (ja) 位相差フィルム及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant