CN117406325A - 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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Abstract

本发明是关于一种聚乙烯醇膜及由其所制得的光学膜；该聚乙烯醇膜包含碱化度大于95mole％的聚乙烯醇树脂，且该聚乙烯醇膜在25℃及在震荡频率1至100弧度/秒(rad/s)间测得剪切储存模量(shearstoragemodulus,G')，对所测得的剪切储存模量及其对应的震荡频率均取底数为10的对数值(log)后，该剪切储存模量的对数值相对于该震荡频率的对数值的斜率值为0.035至0.086帕*秒/弧度(Pa*s/rad)。本发明的聚乙烯醇膜可同时具备膜面不易变异且延伸性佳的特性。

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)膜，可用于制备光学膜，特别是偏光膜。
背景技术
聚乙烯醇膜是一种亲水性聚合物，具有透明性、机械强度、水溶性、可加工性佳等性能，因此已广泛应用于包装材料或电子产品的光学膜中，特别是偏光膜。
就将聚乙烯醇膜制为偏光膜而言，通常是对薄膜状的聚乙烯醇系树脂的单层体施以染色处理及拉伸处理，使二色性物质以配向状态吸附在聚乙烯醇系树脂内的聚乙烯醇系树脂层以形成偏光膜。
在现有技术中，已有针对聚乙烯醇膜在制造偏光膜过程的拉伸步骤中，容易产生皱褶及薄膜彼此黏着的问题进行改良，例如中国发明专利公开第111936899A号，其揭示一种聚乙烯醇膜，使用脉冲NMR在80℃的温度下通过固体回波法进行测定，将1H的自旋-自旋弛豫的自由感应衰减曲线按照弛豫时间由短到长的顺序波形分离成来源于A成分、B成分、和C成分这3种成分的3条曲线，由此测得的A成分的弛豫时间为0.0083毫秒以上且0.0093毫秒以下，A成分的成分比为10％以上且35％以下。该发明中，通过使A成分的弛豫时间和成分比为上述规定范围内，可以使由聚乙烯醇膜制造的偏光膜其偏旋光性能良好，同时在制造偏光膜时可防止薄膜产生褶皱和黏着。
此外，针对聚乙烯醇膜拉伸时所需要的高拉伸性，以及如何降低会导致加工后变形等问题的残留应力，也有现有技术如中国发明专利公开第114051513A号所揭示，其通过使用聚乙烯醇(A)和具有亲水性基团的改性共轭二烯系聚合物(B)所形成的聚乙烯醇膜，因其具有拉伸加工性及生产率优异，故而能够以该聚乙烯醇膜加工得到成形性优异的拉伸膜和偏振膜。
发明内容
除了上述聚乙烯醇膜已知的拉伸性不佳等问题外，本案发明人发现，制备完成的聚乙烯醇膜，该薄膜在无外力下久置，会发生自发性产生皱褶或雾化等型态的改变(本文中称之为“变异”或“膜面变异”)。因此，如何解决聚乙烯醇膜的变异问题，且同时使其具有优异的拉伸性，为本发明所欲解决的问题。
基于上述问题，本发明通过下列技术方案实现；即，本发明的主要目的之一为提供一种聚乙烯醇膜，包含碱化度大于95％的聚乙烯醇树脂，且该聚乙烯醇膜在25℃及在震荡频率1至100弧度/秒(rad/s)间测得剪切储存模量，对所测得的剪切储存模量及其对应的震荡频率均取底数为10的对数值(log)后，该剪切储存模量的对数值相对于该震荡频率的对数值的斜率值为0.035至0.086帕*秒/弧度(Pa*s/rad)。
在一及多个实施例中，该聚乙烯醇膜其在25℃及震荡频率1至100rad/s间测得的剪切储存模量介于7500至15000帕(Pa)。
在一及多个实施例中，该聚乙烯醇膜具有一膨润度为41.7至48.5％。
在一及多个实施例中，该剪切储存模量的对数值相对于该震荡频率的对数值的斜率值与膨润度的乘积为1.46至4.17。
在一及多个实施例中，该剪切储存模量的对数值相对于该震荡频率的对数值的斜率值与膨润度的乘积为1.46至4.11。
在一及多个实施例中，该聚乙烯醇树脂的碱化度大于98％。
在一及多个实施例中，该聚乙烯醇树脂的聚合度为1300至5200。
在一及多个实施例中，该聚乙烯醇膜的厚度为55至80μm。
本发明的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。
在一及多个实施例中，该光学膜其是偏光膜。
通过本发明的技术方案，可得到同时具有不易产生膜面变异且延伸性佳的聚乙烯醇膜。因此，本发明的聚乙烯醇膜可适用于多种用途，特别适用于光学膜如偏光膜。
具体实施方式
以下实施方式不应视为过度地限制本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者可在不背离本发明的精神或范畴的情况下对本文所讨论的实施例进行修改及变化，而该等修改及变化仍属于本发明的范围。
本发明的目的之一为提供一种聚乙烯醇膜，包含碱化度大于95％的聚乙烯醇树脂，且该聚乙烯醇膜在25℃及在震荡频率1至100rad/s间测得剪切储存模量(G')，对所测得的剪切储存模量及其对应的震荡频率均取底数为10的对数值后，该剪切储存模量的对数值相对于该震荡频率的对数值的斜率值为0.035至0.086帕*秒/弧度。
本文所述的“碱化度”是指依据JIS K 6726(1994)标准测试方法所得到的测定值。根据至少一实施例，该聚乙烯醇系树脂的碱化度较佳为大于95％，以获得较佳的光学特性，例如：大于95％、大于96％、大于97％、大于98％或大于99％，更佳是大于98％，最佳是大于99％以上；若大于95％以上，PVA强度提高，后续偏光膜制程中染色、固定处理时，PVA膜不易溶解，易于获得偏旋光性能高的偏光膜。
剪切储存模量(G')为衡量材料在被施以振荡剪切力的过程中所储存的能量，当外在振荡终止后，此能量可用于形变的恢复。G'的量测主要是施以材料剪切力，并以一定频率震荡变化施力方向，量测材料响应的变形幅度。进一步地，本文所述的“剪切储存模量(G')”是指在25℃及在震荡频率1至100rad/s中所测得的数值，其中25℃是指流变仪的夹具温度。本案发明人发现，当聚乙烯醇膜在震荡扫频模式下，低频至高频间所测得的G'值变化量可能与聚乙烯醇膜的变异有关。本案发明人更进一步发现，对所测得的剪切储存模量及其对应的震荡频率均取底数为10的对数值(log)后，该剪切储存模量的对数值相对于该震荡频率的对数值所得到的斜率值(本文中称之为“对数斜率值”)，与膜面变异及伸长率有关。当对数斜率值越小，薄膜越不容易变异，但过低的对数斜率值将会降低薄膜的伸长率。本文所述的“对数斜率值”是指聚乙烯醇膜在经上述震荡扫频后，取包含但不限于至少频率1rad/s以及100rad/s的两个点，再对该取点的频率与对应测得的G'值两者均取对数后，以该剪切储存模量的对数值为纵坐标、该震荡频率的对数值为横坐标，经作图后进行线性回归计算出的斜率值；在本案一较佳实施例中，在频率1至100rad/s范围内，取包含但不限于设定值为频率100rad/s、100.2rad/s、100.4rad/s、100.6rad/s、100.8rad/s、101rad/s、101.2rad/s、101.4rad/s、101.6rad/s、101.8rad/s以及102rad/s共11个点(以100.2作为一间隔)，以上述方式计算出对数斜率值。线性回归计算斜率值可采用一般商用软件进行，如:MicrosoftOfficeExcel2007、MicrosoftOfficeExcel2013、MicrosoftOfficeExcel2013，但不以此为限。
根据至少一实施例，该聚乙烯醇膜在25℃及震荡频率1至100rad/s间测得的对数值斜率值较佳是介于0.035至0.086帕*秒/弧度，如以下数值中任意两者间的范围，例如：0.035帕*秒/弧度、0.038帕*秒/弧度、0.041帕*秒/弧度、0.044帕*秒/弧度、0.047帕*秒/弧度、0.05帕*秒/弧度、0.053帕*秒/弧度、0.056帕*秒/弧度、0.059帕*秒/弧度、0.062帕*秒/弧度、0.065帕*秒/弧度、0.068帕*秒/弧度、0.071帕*秒/弧度、0.074帕*秒/弧度、0.077帕*秒/弧度、0.08帕*秒/弧度、0.083帕*秒/弧度或0.086帕*秒/弧度。
根据至少一实施例，该聚乙烯醇膜在25℃及震荡频率1至100rad/s间测得的剪切储存模量较佳是介于7500至15000帕，如以下数值中任意两者间的范围，例如：7500帕、8000帕、8500帕、9000帕、9500帕、10000帕、10500帕、11000帕、11500帕、12000帕、12500帕、13000帕、13500帕、14000帕、14500帕或15000帕。根据至少一实施例，该聚乙烯醇膜在25℃及震荡频率1rad/s下测得的剪切储存模量较佳是介于7500至12000帕，如以下数值中任意两者间的范围，例如：7500帕、8000帕、8500帕、9000帕、9500帕、10000帕、10500帕、11000帕、11500帕、12000帕；根据至少一实施例，该聚乙烯醇膜在25℃及震荡频率100rad/s下测得的剪切储存模量较佳是介于9500至15000帕，如以下数值中任意两者间的范围，例如：9500帕、10000帕、10500帕、11000帕、11500帕、12000帕、12500帕、13000帕、13500帕、14000帕、14500帕或15000帕。
本文所述的“膜面变异”是指聚乙烯醇膜在无外力作用下久置，自发产生皱褶或雾化等型态的改变；据推测但不受任何理论限制，膜面变异是因薄膜内分子重新排列，部分成分聚集而产生的局部组成不均匀所致。据推测，薄膜制备过程中因浇铸鼓及热辊所施加的剪切力，部分被薄膜吸收储存，因此当薄膜在无外力作用下久置，应力会逐渐释放。当对数值斜率较小时代表剪切储存模量(G')变化较低，薄膜内分子间的结构较稳固，而不易释出应力并促使薄膜内分子重新排列，薄膜越不易发生变异。
本文所述的“伸长率”，是指在常温下以一定间距的夹具固定聚乙烯醇膜，以固定的拉伸速度对该聚乙烯醇膜进行拉伸，(该聚乙烯醇膜断裂时的拉伸长度/夹具固定的间距)*100％为其拉伸率。在不限于任何特定理论的情况下，聚乙烯醇膜分子间作用力越强，拉伸越困难，即有较差的拉伸率。据推测，当对数值斜率较小时，薄膜内因分子间纠缠导致的分子间作用力越强，结构较稳固，故而使得拉伸率较低。
本文所述的“断膜”，是指以一定长度的聚乙烯醇膜进行所需的加工制成(例如但不限于偏光膜的制作)，并观察其加工制备过程中该一定长度的聚乙烯醇膜有无断膜的情况。在不限于任何特定理论的情况下，若分子间作用力愈强，致薄膜拉伸困难，加工过程中容易发生断膜现象；反之，若分子间作用力太弱，虽然薄膜拉伸性较佳，但在加工过程中，薄膜的机械强度较低，薄膜易从边端或缺陷处断裂，故亦容易发生断膜的现象。因此，薄膜中的分子间作用力太大或太小，都会致使断膜的发生。
在本发明中，该聚乙烯醇膜进一步具有一膨润度为41.7至48.5％，如以下数值中任意两者间的范围，例如：41.7％、42.0％、42.5％、43％、43.5％、44％、44.5％、45.0％、45.5％、46.0％、46.5％、47.0％、47.5％、48.0％或48.5％。“膨润”是指溶剂分子扩散进入高分子非晶区的内部，使材料体积膨胀的现象。本文所述的“膨润度”是量测薄膜的吸水百分率，即以30℃的蒸馏水浸泡聚乙烯醇膜20分钟后，量测该聚乙烯醇膜的重量为W1，接着将前述经浸泡后的聚乙烯醇膜以120℃干燥2小时后，量测的重量为W2，将(W1-W2)/W1计算所得的值的百分率。膨润度可代表聚乙烯醇膜内的高分子非晶区占整体比例的指标，当膨润度数值越大，表示非晶区占比大，可致材料拉伸应力降低，延伸性较好。
综上内容可知，对数斜率值与膨润度两者都是影响薄膜延伸性的因素，因此，将两数值相乘，可得到一柔软性指标(即柔软性指标＝对数斜率值*膨润度)。发现到，当此柔软性指标维持在一特定数值区间内，该聚乙烯醇膜具有理想的伸长率且不会断膜。根据至少一实施例，该对数斜率值与膨润度的乘积较佳是介于1.41至4.17，如以下数值中任意两者间的范围，例如：1.41、1.47、1.53、1.59、1.65、1.71、1.77、1.83、1.89、1.95、2.01、2.07、2.13、2.19、2.25、2.31、2.37、2.43、2.49、2.55、2.61、2.67、2.73、2.79、2.85、2.91、2.97、3.03、3.09、3.15、3.21、3.27、3.33、3.39、3.45、3.51、3.57、3.63、3.69、3.75、3.81、3.87、3.93、3.99、4.05或4.17；更佳是介于1.46至4.11。
另一方面，前述聚乙烯醇膜的制造方法，包含：(a)溶解制备过程：将一聚乙烯醇系树脂升温溶解，并调整该聚乙烯醇系树脂浓度，形成一聚乙烯醇浇铸溶液；(b)浇铸制备过程：将该聚乙烯醇浇铸溶液浇铸至一浇铸鼓，自该浇铸鼓剥离后得到一聚乙烯醇初步膜；(c)干燥制备过程：将该聚乙烯醇初步膜在复数个热辊及一烘箱内干燥后，得到一聚乙烯醇膜；以及(d)调温调湿制备过程：将该聚乙烯醇膜置于调温调湿箱中，进行温度与湿度调整。
关于溶解制备过程
根据至少一实施例，溶解制备过程中所使用的聚乙烯醇树脂是由乙烯酯系树脂单体聚合，待形成聚乙烯酯系树脂后，再进行皂化反应以获得碱化度较佳为大于95％的聚乙烯醇树脂。其中，该乙烯酯系树脂单体包含甲酸乙烯酯、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类，亦或是其等的组合，本发明并不限于此。此外，烯烃类化合物或丙烯酸酯衍生物与前述乙烯酯系树脂单体共聚合形成的共聚合物亦可使用，其中该烯烃类化合物包含乙烯、丙烯或丁烯等，本发明并不限于此；该烯烃类化合物的添加量可为但不限于2至4mol％，例如2mol％、2.5mol％、3mol％、3.5mol％或4mol％等。该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、丙烯酸异丙酯或丙烯酸正丁酯等，本发明并不限于此。本文所述的“聚合度”是指依据JIS K 6726(1994)标准测试方法所得到的测定值，根据至少一实施例，该聚乙烯醇树脂的聚合度较佳是介于1300至5200的间，如以下数值中任意两者间的范围，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；更佳是介于2000至3000之间。
根据至少一实施例，溶解制备过程是将聚乙烯醇系树脂、溶剂以及可塑剂，边搅拌边升温至至少130℃，待溶解均匀后调整树脂浓度至20至50％后，得到聚乙烯醇浇铸溶液。根据至少一实施例，溶解该聚乙烯醇系树脂水溶液的温度较佳为至少130℃，具体例如：至少130℃、至少140℃或至少150℃等。根据至少一实施例，该聚乙烯醇系树脂水溶液的浓度较佳为20至50％，具体例如：20％、25％、30％、35％、40％、45％或50％。若树脂浓度过低，薄膜的干燥负荷变高；反之，树脂浓度过高则黏度过高，将使制膜困难。
本发明上述溶解制备过程中所使用的溶剂，只要能够溶解聚乙烯醇树脂即可，故而无特别限定。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，上述溶剂可以单独使用一种，此外也可以并用两种以上。考虑环境以及经济性等方面，使用以水作为溶剂为佳。
本发明的聚乙烯醇膜的制备中，该聚乙烯醇浇铸溶液较佳包含可塑剂，且就可塑剂而言，以多元醇为较佳，例如但不限于乙二醇、甘油、丙二醇、二乙二醇、二甘油、三乙二醇、四乙二醇、三羟甲基丙烷等。此等之中，又以甘油为较佳，且上述可塑剂可使用一种或两种以上。
关于浇铸制备过程
根据至少一实施例，浇铸制备过程是将该聚乙烯醇浇铸溶液经消泡(可使用静置消泡法或利用具有通气孔的多轴挤压机进行消泡，例如但不限于使用双螺旋押出机消泡)后，控制溶液温度为至少95℃，再自T型狭缝模唇中吐出，流延至浇铸鼓(或称浇铸滚筒)、无端皮带等等作为支持体的浇铸鼓上制膜，得到一聚乙烯醇初步膜。根据至少一实施例，该聚乙烯醇浇铸溶液温度较佳为至少80℃，例如：至少80℃、至少85℃、至少90℃、至少95℃或至少99℃。根据至少一实施例，该浇铸鼓的温度较佳是介于85至95℃之间，具体如以下数值中任意两者间的范围，例如：85℃、86℃、87℃、88℃、89℃、90℃、91℃、92℃、93℃、94℃或95℃。
关于干燥制备过程
根据至少一实施例，干燥制备过程是将该聚乙烯醇初步膜自浇铸鼓上剥离后，经复数个热辊接触干燥其上下两面，接着使用烘箱将该聚乙烯醇初步膜的上下两面以热风进行干燥后，得到聚乙烯醇膜。根据至少一实施例，该复数个热辊可以是2至30支，例如但不限于：2、5、10、15、20、25或30支，较佳为15支。
前述干燥制备过程中，复数个热辊的温度由高至低逐步递减，其中起始热辊为所有热辊中最高温者，最终热辊的温度为所有热辊中最低温者。根据至少一实施例，该起始热辊的温度较佳是介于80至100℃之间，具体如以下数值中任意两者间的范围，例如：80℃、85℃、90℃、95℃或100℃。根据至少一实施例，该最终热辊的温度较佳是介于30℃至60℃，具体如以下数值中任意两者间的范围，例如：30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃或60℃。
根据至少一实施例，该烘箱较佳是采用浮动式烘箱，其温度控制在40℃至120℃之间，而该烘箱的整体平均温度较佳是介于70℃至80℃，具体如以下数值中任意两者间的范围，例如：70℃、71℃、72℃、73℃、74℃、75℃、76℃、77℃、78℃、79℃或80℃。
关于调温调湿制备过程
根据本案的一较佳实施态样，该聚乙烯醇膜经上述干燥制备过程后，进一步置于调温调湿箱中进行温度与湿度调整。根据至少一实施例，该调温调湿箱的温度较佳是介于30至45℃之间，具体如以下数值中任意两者间的范围，例如：30℃、35℃、40℃或45℃。根据至少一实施例，该调温调湿箱的相对湿度较佳是介于50至75％之间，具体如以下数值中任意两者间的范围，例如：50％、55％、60％、65％、70％或75％。根据至少一实施例，该聚乙烯醇膜静置于该调温调湿箱的时间较佳是介于5至40分之间，具体如以下数值中任意两者间的范围，例如：5分、10分、15分、20分、25分、30分、35分或40分。
根据至少一实施例，该所获得的聚乙烯醇膜，其厚度较佳是介于55至80μm之间，具体如以下数值中任意两者间的范围，例如：55μm、60μm、65μm、70μm、75μm或80μm。上述数值仅为例示而无限制性，此外，如基于制作薄型化偏光薄膜，则聚乙烯醇薄的厚度可以为50μm以下，较佳为40μm以下，进一步较佳为30μm以下，特佳为25μm以下。
再一方面，本发明的聚乙烯醇膜还可以制备成一种光学膜。本文所述的“光学膜”是可为偏光薄膜、相位差薄膜、视野角提高薄膜或亮度提高薄膜等，而以偏光薄膜为较佳。
实施例
在下文中，将进一步以详细说明与实施例描述本发明。然而，应理解这些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。
制造聚乙烯醇膜：先将聚乙烯醇系树脂通过溶解桶加热融化形成聚乙烯醇浇铸溶液，再将该聚乙烯醇浇铸溶液经T型狭缝模唇及浇铸鼓压出成型，形成聚乙烯醇初步膜，再经复数个热辊以及烘箱进行干燥，获得聚乙烯醇膜。
本实施例及比较例制造聚乙烯醇膜的步骤将有一或多个制备过程中的参数有所差异，将在以下表1中详细呈现，主要包括以下步骤：
1.首先，加入碱化度>99.9mole％且聚合度分别在2000至3000范围内的聚乙烯醇树脂1800kg、水4000kg、可塑剂甘油180kg于溶解桶中，边搅拌边升温至130℃，使用混和器溶解均匀后加入水调整树脂浓度至30.0％，得到制膜原液。
2.该制膜原液经双螺旋押出机消泡后，从T型狭缝模唇吐出，流延至旋转的浇铸鼓进行干燥制膜。
3.初成形膜从浇铸鼓剥离后经15个热辊接触干燥膜的上下两面，其中第1支热辊为全部热辊最高温者，接续的热辊温度慢慢调降，至第15支热辊时其温度最低。
4.接着，使用浮动式烘箱将薄膜的上下两面以热风进行干燥，其中烘箱的干燥温度介于40至120℃。
5.最后，将经干燥的薄膜放置于调温调湿箱处理，得到聚乙烯醇膜成品。
表1
将上述实施例1至11及比较例1至5所得的聚乙烯醇膜，进行下列分析试验，所使用的分析试验的方式详述如下：
剪切储存模量对数值相对于该震荡频率对数值的斜率值分析
˙仪器：TA仪器的DHR HR-20流变仪。
˙样品制备：将聚乙烯醇膜裁切成直径为2.5cm的圆形后，置于定温30℃、定湿相对湿度70％的环境中静置5分钟。
˙测试方法：以震荡扫频模式量测，并记录夹具感测的扭矩和角位移，及应力和应变信息。其中，震荡扫频为马达以零位顺时针/逆时针转动。
˙测试条件：
模式：震荡扫频；
频率范围：0.01至400rad/s；
应变：1％；
夹具：平板夹(直径2.5cm)，固定正向力1N；
夹具温度：25℃；
环境湿度：相对湿度55至65％。
˙数据转换：流变仪0.01-400rad/s的扫频结果中，取频率1至100rad/s所得数据计算；详言之，在频率1至100rad/s范围内，以100.2作为一间隔，取设定值为频率100rad/s、100.2rad/s、100.4rad/s、100.6rad/s、100.8rad/s、101rad/s、101.2rad/s、101.4rad/s、101.6rad/s、101.8rad/s以及102rad/s共11个点，再对各该取点的频率与对应的G'值两者均取对数，接着以该G'的对数值为纵坐标、该震荡频率的对数值为横坐标，经作图后进行线性回归计算斜率值。
膨润度分析
˙样品制备：将聚乙烯醇膜裁切成直径为2.5cm圆形的薄膜样品。
˙测试方法：
i.将经裁切的薄膜样品置于30℃、500mL的水中浸泡20分钟，进行膨润；
ii.用镍子取出经膨润后的薄膜样品，将该薄膜样品的两面分别轻拂过四张实验室无尘纸(美国清洁马GBFA-00000000001)，重复两次；
iii.将步骤ii的薄膜样品平铺在一张实验室无尘纸上，并在该薄膜样品上方再盖上一张无尘纸，接着使用四个相迭的不锈钢样品盘(每个约30.5±1.5g重)压住该薄膜样品，使无尘纸吸收该薄膜样品表面的水分共30秒；
iv.将步骤iii经吸湿后的薄膜样品取出，其翻面后放置在另一张全新的无尘纸上，并在该薄膜样品上方再盖上另一张全新的无尘纸，接着使用四个相迭的不锈钢样品盘(每个约30.5±1.5g重)压住该薄膜样品，使无尘纸吸收该薄膜样品表面的水分共30秒，除完表面水分；
v.将步骤iv经去除完表面水分的薄膜样品取出，并进行秤重，获得重量(W1)。
vi.将步骤v经秤重完成的薄膜样品置入120℃的烘箱中干燥2小时，随后取出经干燥后的薄膜样品并静置在干燥皿中5分钟，使其回复至室温，接着再对该薄膜样品进行秤重，获得重量(W2)。
˙膨润度计算：将该薄膜样品的膨润重量(W1)、干燥重量(W2)透过以下算式计算后的结果即为薄膜样品的膨润度。
膨润度(％)＝(W1-W2)/W1*100
柔软性指标
透过以下算式计算后的结果即为薄膜样品的柔软性指标。
柔软性指标＝膨润度*对数斜率值
膜面评价
˙样品制备：将聚乙烯醇膜裁切流向方向约为40cm±5％、幅宽方向为2.8m±5％的大小的薄膜样品。
˙测试条件：将薄膜样品静置在铝箔袋中并密封，再将该铝箔袋放在一般常温柜(23至27℃)中保存超过1个月。
˙评价标准：观察薄膜样品的膜面有无皱褶及/或产生面积大于1cm*1cm的雾化情形。若薄膜样品的膜面无皱褶且亦无膜面雾化，则给予“O”评价；若薄膜样品的膜面有皱褶或有膜面雾化的膜面变异，则给予“X”评价。
伸长率
˙仪器：拉力试验机HT-9102。
˙样品制备：将聚乙烯醇膜裁切成150mm(MD方向)*50mm(TD方向)的大小后，静置在20℃、相对湿度60％的环境中平衡6小时。
˙测试条件：在温度23至27℃、湿度介于相对湿度53至57％的环境中进行测试。以10cm的夹具间距固定薄膜样品后，再以1m/min的拉伸速度进行拉伸。
˙数据处理：在计算机内输入薄膜样品的厚度与长宽信息，由系统自动进行薄膜样品的拉断延伸性换算，并透过算式：伸长率(％)＝拉断时延伸长度(cm)/10cm*100％，计算薄膜样品的伸长率。
断膜评价
˙测试条件：连续抽拉聚乙烯醇膜样品5000m进行偏光膜制作。偏光膜制备方式如下：
i.将聚乙烯醇膜浸渍在注满30℃纯水的膨润槽中，进行膜面水洗与膨润，并将该薄膜沿机械方向(MD)拉伸至其原始长度的1.2倍；
ii.将该经初步拉伸的薄膜，浸渍在30℃含有碘0.37g/L与碘化钾18.5g/L水溶液的染色槽中进行染色，且同时将该薄膜沿机械方向拉伸至其原始长度的3.4倍；
iii.将该经二次拉伸及染色完成的薄膜浸入控温在55℃、含有硼酸与碘化钾各55g/L的水溶液的延伸槽中，再将该薄膜沿机械方向延伸至其原始长度的6倍；
iv.将该经三次拉伸的薄膜浸入含有碘化钾55g/L的水溶液中，清洗残留在膜面的碘液与硼酸；
v.将该经洗净的薄膜通过60℃烘箱干燥5分钟，完成偏光膜。
˙评价标准：观察薄膜样品在制备过程中有无断膜情形。若是制程中薄膜无断膜，给予“O”评价；若制程中薄膜有断膜，则给予“X”评价。
实施例1至11及比较例1至5的聚乙烯醇膜，进行上列分析试验后所得结果，总结如下表2所示。
表2
根据表3可见，实施例1至11的薄膜，因其剪切储存模量的对数值相对于该震荡频率的对数值的斜率值介于0.035至0.086Pa*s/rad，该等薄膜可同时具有优异的膜面评价(即膜面未变异)以及大于500％的伸长率；尤其实施例7至9的伸长率更大于520％。相较之下，比较例1至5的薄膜，其对数斜率值在0.035至0.086Pa*s/rad范围之外，该等薄膜无法同时具备良好的膜面评价以及大于500％的伸长率，详言之，比较例1及5的薄膜膜面呈现皱褶及雾化现象、比较例2至4的薄膜伸长率低于500％。此外，亦可看到，相较于比较例1至5均呈现偏光片制程破裂的不佳断膜评价，本案实施例1至11则均有优异的断膜评价。
综上所述，通过本发明的技术方案，聚乙烯醇膜在25℃及在震荡频率1至100rad/s间测得G'值，对所测得的剪切储存模量及其对应的震荡频率均取底数为10的对数值(log)后，该剪切储存模量的对数值相对于该震荡频率的对数值的斜率值为0.035至0.086Pa*s/rad，可得到同时具有不易变异且延伸性佳的聚乙烯醇膜。
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1-5具体包括1、2、3、4和5，以及诸如2-5、3-5、2-3、2-4、1-4等子范围。
在本说明书中引用的所有刊物和专利申请案皆透通过引用并入本文，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。
本文所用的术语“包括”、“具有”和“包含”具有开放、非限制性的意义。术语“一”和“该”应理解为涵盖复数及单数。术语“一个或多个”是指“至少一个”，因此可包括单一特征或混合物/组合特征。
除了在操作实施例中或在另外指出的地方，所有表示成分及/或反应条件的量的数字在所有情况下皆可使用术语“约”修饰，意指在所指示的数字的±5％以内。本文所用的术语“基本上不含”或“实质上不含”是指少于约2％的特定特征。在申请专利范围中可否定地排除本文中肯定地阐述的所有要素或特征。

Claims (10)

1.一种聚乙烯醇膜，包含碱化度大于95mole％的聚乙烯醇树脂，且所述聚乙烯醇膜在25℃及在震荡频率1至100弧度/秒(rad/s)间测得剪切储存模量(shear storagemodulus,G')，对所测得的剪切储存模量及其对应的震荡频率均取底数为10的对数值(log)后，所述剪切储存模量的对数值相对于所述震荡频率的对数值的斜率值为0.035至0.086帕*秒/弧度(Pa*s/rad)。
2.如权利要求1所述的聚乙烯醇膜，其在25℃及震荡频率1至100弧度/秒(rad/s)间测得的剪切储存模量介于7500至15000帕(Pa)。
3.如权利要求1所述的聚乙烯醇膜，其具有一膨润度为41.7至48.5％。
4.如权利要求3所述的聚乙烯醇膜，其中，所述剪切储存模量的对数值相对于所述震荡频率的对数值的斜率值与膨润度的乘积为1.46至4.17。
5.如权利要求4所述的聚乙烯醇膜，其中，所述剪切储存模量的对数值相对于所述震荡频率的对数值的斜率值与膨润度的乘积为1.46至4.11。
6.如权利要求5所述的聚乙烯醇膜，其中，所述聚乙烯醇树脂的碱化度大于98％。
7.如权利要求6所述的聚乙烯醇膜，其中，所述聚乙烯醇树脂的聚合度为1300至5200。
8.如权利要求7所述的聚乙烯醇膜，其中，所述聚乙烯醇膜的厚度为55至80μm。
9.一种光学膜，其是由如权利要求1至8任一项所述的聚乙烯醇膜所制得。
10.如权利要求9所述的光学膜，其是偏光膜。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003261694A (ja) 2001-12-27 2003-09-19 Nippon Synthetic Chem Ind Co Ltd:The ポリビニルアルコール系フィルム
JP4740604B2 (ja) * 2005-01-21 2011-08-03 富士フイルム株式会社 光学補償フィルム、その製造方法、偏光板および液晶表示装置
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TWI764613B (zh) * 2021-03-10 2022-05-11 長春石油化學股份有限公司 聚乙烯醇薄膜及使用其之光學薄膜
TWI769938B (zh) * 2021-10-08 2022-07-01 長春石油化學股份有限公司 聚乙烯醇薄膜、包含其之光學薄膜及其製法

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