TW202407004A - 聚乙烯醇膜、由其製造之光學膜及其製法 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種聚乙烯醇膜、由其形成之光學膜及其製法。該聚乙烯醇膜具有紫外光-可見光光譜疏水雙鍵比值：(A UV280nm+A UV320nm)/A UV215nm介於0.500至1.300。本發明之聚乙烯醇膜可同時具備染色均勻性佳且不易產生皺褶的特性。

Description

聚乙烯醇膜、由其製造之光學膜及其製法
本發明係關於一種聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，PVA)膜及其製造方法，該PVA膜可作為光學膜，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，因此已被廣泛應用於包裝材料或電子產品的光學膜中。聚乙烯醇膜係為偏光板內的重要組成，將其經染色延伸後可呈現偏光的特性，使光線具有偏光性而得以控制明暗，故現今已被廣泛應用於各式液晶螢幕中。
近年來，隨著螢幕技術朝向薄型化邁進，因此對於偏光膜製程的品質要求也逐漸提高，而在偏光膜薄型化的過程中，對於聚乙烯醇膜的皺摺問題與染色均勻性的重視程度也逐步提升。
然而，現有技術中使用聚乙烯醇膜來製備大尺寸的偏光膜時，仍常會發生薄膜染色不均勻或薄膜於染色拉伸時產生皺褶的情況。
本案發明人發現，熱處理可誘導聚乙烯醇末端羰基(Carbonyl group)之共軛雙鍵形成，使聚乙烯醇內部脫水而產生-(C=C) n-鍵結，而根據-(C=C) n-中n值的不同便可觀察到不同的紫外光-可見光光譜(UV-VIS)特徵峰值，例如當n=1時可觀察到215 nm處有特徵峰值的產生；當n=2時可觀察到280 nm處有特徵峰值的產生；當n=3時可觀察到320 nm處有特徵峰值的產生。因此便可透過控制UV-VIS測量聚乙烯醇膜其於215 nm、280 nm以及320 nm下之吸收度，進而調控聚乙烯醇膜中所含的C=C疏水雙鍵比，達到形成同時具備染色均勻性佳且不易產生皺褶特性的聚乙烯醇膜。
是以，本發明之目的為提供一種聚乙烯醇膜，其具有紫外光-可見光光譜疏水雙鍵比值：(A UV280nm+A UV320nm)/A UV215nm介於0.500至1.300。
於一及多個實施例中，該聚乙烯醇膜其進一步具有紫外光-可見光光譜平均雙鍵比值：(A UV215nm*1+A UV280nm*2+ A UV320nm*3) / (A UV215nm+A UV280nm+ A UV320nm)介於1.480至1.820。
於一及多個實施例中，該聚乙烯醇膜其進一步具有重量膨潤度介於38.0至48.0。
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形成。
於一及多個實施例中，該光學膜其係為偏光膜。
本發明之再一目的為提供一種前述聚乙烯醇膜之製造方法，包含：(a)樹酯乾燥製程：將一完成聚合的聚乙烯醇系樹酯打入一乾燥機內，並且在烘乾時噴水降溫；(b) 溶解製程：將該經乾燥之聚乙烯醇系樹脂升溫溶解，並調整濃度，形成一聚乙烯醇澆鑄溶液；(c) 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；及(d) 乾燥製程：將該聚乙烯醇初步膜於複數個熱輥輪及至少兩節控溫的烘箱內乾燥後得到該聚乙烯醇膜；其中，該複數個熱輥輪中的起始熱輥輪具有該複數個熱輥輪中的最高溫、最終熱輥輪具有該複數個熱輥輪中的最低溫。
於一及多個實施例中，該聚乙烯醇系樹脂之鹼化度大於99.80 mole%。
於一及多個實施例中，該聚乙烯醇系樹脂之聚合度介於2,300至3,000。
於一及多個實施例中，該聚乙烯醇系樹脂之分子量介於100,000至110,000 Mn。
於一及多個實施例中，該澆鑄鼓之車速係介於5.0至6.4 m/min。
於一及多個實施例中，該複數個熱輥輪中起始熱輥輪與最終熱輥輪之溫度差係介於20至45℃。
於一及多個實施例中，該烘箱之最高溫度係介於60至120℃。
於一及多個實施例中，該烘箱之最低溫度係介於40至70℃。
本發明之功效在於，本發明提供之聚乙烯醇膜可同時具備染色均勻性佳且不易產生皺褶的特性。
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)。
本發明之目的為提供一種聚乙烯醇膜，其具有紫外光-可見光光譜疏水雙鍵比值：(A UV280nm+A UV320nm)/A UV215nm介於0.500至1.300。
聚乙烯醇經熱處理時會誘使聚乙烯醇末端之羰基(Carbonyl group) 形成共軛雙鍵，可使聚乙烯醇內部因脫水而產生-(C=C) n-鍵結。根據-(C=C) n-中n值的不同，可以觀察到不同的UV-VIS特徵峰，例如：當n=1時，可在215 nm處觀察到特徵峰值的產生；當n=2時，可在280 nm處觀察到特徵峰值的產生；當n=3時，可在320 nm處觀察到特徵峰值的產生，因此不同UV-VIS特徵峰值的產生代表不同相鄰量的UV-VIS雙鍵生成。
本文所述之「紫外光-可見光光譜疏水雙鍵比值」係將聚乙烯醇膜在23℃及50%相對溼度的環境下放置24小時後，量測該薄膜於特定光譜下的吸收度，並依照以下紫外光-可見光光譜疏水雙鍵比值(A UV280nm+A UV320nm)/A UV215nm所獲得。由於不同UV特徵峰之值代表產生不同相鄰量的UV雙鍵，故紫外光-可見光光譜疏水雙鍵比值象徵聚乙烯醇膜中C=C造成明顯疏水情況的比例。當紫外光-可見光光譜疏水雙鍵比值過高時，代表該薄膜內相鄰之C=C含量較多，該薄膜區塊之疏水程度較高，因此當該薄膜於拉伸槽進行拉伸時，碘液較無法順利進入該薄膜之特定區塊內，致易產生薄膜染色不均之現象；反之當紫外光-可見光光譜疏水雙鍵比值過低時，代表該薄膜內相鄰之C=C含量較少，該薄膜之吸水速度過快，因此當該薄膜於染色槽進行拉伸時，經膨潤的聚乙烯醇膜易產生皺褶之現象。根據至少一實施例，該聚乙烯醇膜之紫外光-可見光光譜疏水雙鍵比值介於0.500至1.300，如以下數值中任意兩者間的範圍，例如：0.500、0.525、0.550、0.575、0.600、0.625、0.650、0.675、0.700、0.725、0.750、0.775、0.800、0.825、0.850、0.875、0.900、0.925、0.950、0.975、1.000、1.025、1.050、1.075、1.100、1.125、1.150、1.175、1.200、1.225、1.250、1.275或1.300，且本文中術語「介於」包含兩端點數值。
本文所述之「紫外光-可見光光譜平均雙鍵比值」係將聚乙烯醇膜在23℃及50%相對溼度的環境下放置24小時後，量測該薄膜於特定光譜下的吸收度，並依照以下紫外光-可見光光譜平均雙鍵比值：(A UV215nm*1+A UV280nm*2+ A UV320nm*3) / (A UV215nm+A UV280nm+ A UV320nm)所獲得。紫外光-可見光光譜平均雙鍵比值象徵聚乙烯醇膜內出現C=C量的平均。其中，當紫外光-可見光光譜平均雙鍵比值過高時，代表該薄膜內之C=C含量較多、該薄膜之整體疏水程度較高，因此當該薄膜於拉伸槽進行拉伸時，碘液較無法順利進入該薄膜之特定區塊，致易產生薄膜染色不均之現象；反之當紫外光-可見光光譜平均雙鍵比值過低時，表該薄膜內之C=C含量較少、該薄膜於膨潤時吸水速度過快，因此當該薄膜於染色槽進行拉伸時，易產生皺褶之現象。根據至少一實施例，該聚乙烯醇膜之紫外光-可見光光譜平均雙鍵比值介於1.480至1.820，如以下數值中任意兩者間的範圍，例如：1.480、1.500、1.520、1.540、1.560、1.580、1.600、1.620、1.640、1.660、1.680、1.700、1.720、1.740、1.760、1.780、1.800或1.820，且本文中術語「介於」包含兩端點數值。
本文所述之「重量膨潤度」係指聚乙烯醇膜可以讓水進入到膜內的程度。於測試聚乙烯醇膜之重量膨潤度時，其所含之可塑劑及添加劑會被析出，僅有水分保留於該薄膜內。因此，當聚乙烯醇膜之重量膨潤度較低時，表該薄膜讓水進入到膜內的程度較差，即該薄膜較為疏水，致聚乙烯醇膜較容易產生染色不均之現象；而當該薄膜之重量膨潤度較高時，表該薄膜讓水進入到薄膜內的程度較高，即該薄膜較為親水，致聚乙烯醇膜較容易產生皺褶之現象。重量膨潤度係將聚乙烯醇膜在23℃及50%相對溼度的環境下放置24小時後，將該薄膜放入水中膨潤，之後將該薄膜取出擦乾表面水分後並秤其膜重為M1，再將該薄膜放入烘箱乾燥並秤其膜重為M2，並經(M1-M2)/M1*100%所獲得。根據至少一實施例，該聚乙烯醇膜之重量潤度介於38.0至48.0，如以下數值中任意兩者間的範圍，例如：38.0、38.5、39.0、39.5、40.0、40.5、41.0、41.5、42.0、42.5、43.0、43.5、44.0、44.5、45.0、45.5、46.0、46.5、47.0、47.5或48.0，且本文中術語「介於」包含兩端點數值。
另一方面，本發明亦提供一種前述聚乙烯醇膜之製造方法，包含： (a) 樹酯乾燥製程：將一完成聚合的聚乙烯醇系樹酯打入一乾燥機內，並且在烘乾時噴水降溫；(b) 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；(c) 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；及(d) 乾燥製程：將該聚乙烯醇初步膜於複數個熱輥輪及至少兩節控溫的烘箱內乾燥後得到該聚乙烯醇膜；其中，該複數個熱輥輪中的起始熱輥輪具有該複數個熱輥輪中的最高溫、最終熱輥輪具有該複數個熱輥輪中的最低溫，並控制最高溫與最低溫的熱輥溫差於一特定範圍之內，以及同時控制該烘箱的最高溫度與最低溫度。
以下請一併參照圖1所示。圖1並無限制熱輥輪個數與烘箱節數，僅為協助說明書清楚釋例，亦不代表實際可使用的熱輥輪個數及烘箱節數。根據至少一實施例，前述樹酯乾燥製程係將完成聚合的聚乙烯醇系樹酯打入乾燥機內，並且在高溫烘乾時適時噴水降溫。根據至少一實施例，該乾燥機的溫度較佳為80℃至130℃，具體例如：80℃、90℃、100℃、110℃、120℃及130℃。
根據至少一實施例，前述溶解製程係將1,800 kg之經乾燥的聚乙烯醇系樹脂、4,000 kg之水以及200 kg之可塑劑甘油於溶解桶110中邊攪拌邊升至至少140˚C，並維持在至少140˚C之狀態下溶解至少180分鐘，再使用混和器將該聚乙烯醇系樹脂水溶液混合均勻，接著加入水調整該聚乙烯醇系樹脂水溶液之濃度至30.0%至50.0%，得到聚乙烯醇澆鑄溶液。根據至少一實施例，溶解該聚乙烯醇系樹脂水溶液之溫度較佳為至少120˚C，具體例如：至少120˚C、至少130˚C、至少140˚C、至少150˚C或至少160˚C等。根據至少一實施例，溶解該聚乙烯醇系樹脂之溶解時間較佳為至少180分鐘，具體例如：至少180分鐘、至少190分鐘、至少200分鐘、至少210分鐘、至少220分鐘、至少230分鐘或至少240分鐘等。根據至少一實施例，該聚乙烯醇系樹脂水溶液之濃度較佳為30.0%至50.0%，具體例如：30.0%、35.0%、40.0%、45.0%或50.0%。根據至少一實施例，該聚乙烯醇樹脂係由乙烯酯系樹脂單體聚合，待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，本發明並不限於此。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包含乙烯、丙烯或丁烯等，本發明並不限於此。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，本發明並不限於此。根據至少一實施例，該聚乙烯醇系樹脂的鹼化度較佳為大於99.80 mole%，以獲得較佳之光學特性，例如：大於99.80 mole%、大於99.90 mole%或大於99.99 mole%。根據至少一實施例，該聚乙烯醇系樹脂的聚合度係介於2,300至3,000之間，具體如以下數值中任意兩者間的範圍，例如： 2,300、2,400、2,500、2,600、2,700、2,800、2,900或3,000等，且本文中術語「介於」包含兩端點數值。根據至少一實施例，該聚乙烯醇系樹脂的分子量介於100,000至110,000 Mn之間，具體如以下數值中任意兩者間的範圍，例如：100,000 Mn、102,000 Mn、104,000 Mn、106,000 Mn、108,000 Mn或110,000 Mn等，且本文中術語「介於」包含兩端點數值。
發明人發現，在不限於特定理論下，聚乙烯醇系樹酯於乾燥機內乾燥時是否進行噴水降溫、熱輥輪間之溫差高低、烘箱最高溫度之高低、烘箱最低溫度之高低或澆鑄鼓之車速快慢，皆會對薄膜之乾燥程度造成影響，進而影響薄膜之染色及其皺褶生成之情形。若聚乙烯醇系樹酯於乾燥機乾燥時未進行噴水降溫、熱輥輪間之溫差過小、烘箱最高溫度過高、烘箱最低溫度過高或澆鑄鼓車速太慢，都會使薄膜有過度乾燥致過多相鄰C=C疏水雙鍵生成，進而使薄膜產生染色不均的問題；若熱輥輪間溫差過大、烘箱最高溫度太低、烘箱最低溫度太低或澆鑄鼓車速太快時，會使薄膜無法完整乾燥致相鄰C=C疏水雙鍵生成量過少，進而使薄膜產生皺褶。
根據至少一實施例，前述澆鑄製程係將該聚乙烯醇澆鑄溶液經雙螺旋押出機消泡後，從T型狹縫模唇120中吐出，流延至旋轉的高溫澆鑄鼓130中進行乾燥，得到一聚乙烯醇初步膜。在進行澆鑄製程時，若澆鑄鼓130之車速過慢時，將使薄膜過度乾燥導致過多相鄰C=C疏水雙鍵的生成，進而使薄膜產生染色不均問題；反之，若澆鑄鼓130之車速過快時，將使薄膜無法完整乾燥致相鄰C=C疏水雙鍵的生成量過少，進而使薄膜產生皺褶。根據至少一實施例，該澆鑄鼓130之車速介於5.0至6.4 m/min之間，具體如以下數值中任意兩者間的範圍，例如：5.0 m/min、5.05 m/min、5.1 m/min、5.15 m/min、5.2 m/min、5.25 m/min、5.3 m/min、5.35 m/min、5.4 m/min、5.45 m/min、5.5 m/min、5.55 m/min、5.6 m/min、5.65 m/min、5.7 m/min、5.75 m/min、5.8 m/min、5.85 m/min、5.9 m/min、5.95 m/min、6.0 m/min、6.05 m/min、6.1 m/min、6.15 m/min、6.2 m/min、6.25 m/min、6.3 m/min、6.35 m/min或6.4 m/min等，且本文中術語「介於」包含兩端點數值。
根據至少一實施例，前述乾燥製程係將該聚乙烯醇初步膜自澆鑄鼓130剝離後，經複數個熱輥輪140接觸乾燥其上下兩面，接著使用烘箱150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。根據至少一實施例，複數個熱輥輪140可以係2至30個，例如但不限於：2個、3個、4個、5個、6個、7個、8個、9個、10個、11個、12個、13個、14個、15個、16個、17個、18個、19個、20個、21個、22個、23個、24個、25個、26個、27個、28個、29個或30個；於一較佳實施例中為13個。
根據至少一實施例，在進行薄膜乾燥時，複數個熱輥輪140之溫度由高至低逐步遞減，因此若熱輥輪140間之溫差過小，將使薄膜過度乾燥導致過多相鄰C=C疏水雙鍵的生成，進而使薄膜產生染色不均問題；反之，若熱輥輪140間之溫差過大，將使薄膜無法完整乾燥致相鄰C=C疏水雙鍵的生成量過少，進而使薄膜產生皺褶，因此需控制熱輥輪最高溫與最低溫的溫差於一特定範圍內。根據至少一實施例，於複數個熱輥輪140中，起始熱輥輪1401為所有熱輥輪140中最高溫者，隨後接續之熱輥輪140溫度逐漸調降，直至最終熱輥輪140N其溫度為所有熱輥輪140中最低溫者。根據至少一實施例，該複數個熱輥輪140中起始熱輥輪1401與最終熱輥輪140N之溫度差係介於20至45℃之間，具體如以下數值中任意兩者間的範圍，例如：20℃、25℃、30℃、35℃、40℃或45℃等，且本文中術語「介於」包含兩端點數值。
在進行薄膜乾燥時，所使用之烘箱150具有多節乾燥區域，且各節之溫度可部分相同或完全不同，其中接近烘箱150中央部之節其溫度最高，為該烘箱150之最高溫度區152、遠離烘箱150中央部之節其溫度逐步降低，直至最後一節為該烘箱150之最低溫度區154，若烘箱之最高溫度區152其最高溫度過高或烘箱之最低溫度區154其溫度過高時，將使薄膜過度乾燥致過多相鄰C=C疏水雙鍵的生成，進而使薄膜產生染色不均問題；反之，若烘箱之最高溫度區152其最高溫度過低或烘箱之最低溫度區154其最低溫度過低時，將使薄膜無法完整乾燥致相鄰C=C疏水雙鍵的生成量過少，使薄膜產生皺褶，因此需控制烘箱最高溫度區152及最低溫度區154的最高溫度與最低溫度。
根據至少一實施例，該烘箱之節數可為2至10節，具體例如：2節、3節、4節、5節、6節、7節、8節、9節或10節；於一較佳實施例中為4節。根據至少一實施例，該烘箱之最高溫度區152其最高溫度係介於60至120℃之間，具體如以下數值中任意兩者間的範圍，例如：60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃或120℃等，且本文中術語「介於」包含兩端點數值。根據至少一實施例，該烘箱之最低溫度區154其最低溫度係介於40至70℃之間，具體如以下數值中任意兩者間的範圍，例如：40℃、50℃、60℃或70℃等，且本文中術語「介於」包含兩端點數值。根據至少一實施例，該烘箱150可以係例如但不限於：浮動式烘箱。
再一方面，本發明之聚乙烯醇膜還可以製備成一種光學膜。本文所述之「光學膜」係指偏光膜、抗藍光膜、濾光鏡等，且本發明並不限於此等。較佳地，本發明之聚乙烯醇膜是作為偏光薄膜。
於一較佳實施例中，製造偏光膜(或稱偏光板)之方法包含以下步驟：將該聚乙烯醇膜膨潤、染色、延伸、補色、乾燥及三醋酸纖維素薄膜(TAC)貼合，即可獲得偏光膜。
進一步將聚乙烯醇膜用於光學膜之製造時，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聚乙烯醇膜，硼酸可與聚乙烯醇未定型(amorphous)區域產生交聯作用後，將碘離子固定而避免碘離子溶出。 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：先將完成聚合且聚合度約2400的聚乙烯醇系PVA樹酯打入一乾燥機內，並且在高溫烘乾時適時噴水降溫，接著將該經乾燥之聚乙烯醇系樹脂透過溶解桶加熱融化形成聚乙烯醇溶液，再將該聚乙烯醇溶液經T型狹縫模唇及澆鑄鼓壓出成型，並經複數個熱輥輪將該聚乙烯醇溶液成膜與調整其水分，然後將該聚乙烯醇成膜樣品以烘箱進行乾燥，獲得聚乙烯醇膜。
前述製造聚乙烯醇膜之步驟具體而言例如：先將完成聚合且鹼化度＞99.9%、聚合度約2,400的聚乙烯醇系樹酯打入乾燥機內，並且控制該乾燥機內的溫度為110℃，另於烘乾過程中適時噴水，使該聚乙烯醇系樹酯降溫。接著加入該經乾燥的聚乙烯醇樹脂1800 kg、水4000 kg、可塑劑甘油200 kg於溶解桶中，邊攪拌邊升溫至140℃，並於140℃下持溫180分鐘進行溶解，使用混和器溶解均勻後加入水調整樹脂濃度至30.0%，得到製膜原液。該製膜原液經雙螺旋押出機消泡後，從T型狹縫模唇吐出，流延至旋轉的高溫澆鑄鼓乾燥製膜，此時澆鑄鼓車速為5.4 m/min。初成形膜從澆鑄鼓剝離後經13個熱輥輪接觸乾燥膜的上下兩面，其中第1個熱輥輪是全部熱輥輪中最高溫者，接續的熱輥輪其溫度慢慢調降，而此時第1個熱輥輪與第13個熱輥輪(全部熱輥輪中最低溫者)相差45℃。接著使用具4節乾燥區域之烘箱將膜的上下兩面以熱風進行乾燥，其中烘箱最高溫區之溫度為100℃、最低溫區之溫度為50℃，最後得到聚乙烯醇膜成品。本文中各實施例及比較例將有一或多個參數與前述製程有所差異，將於以下表格中詳細呈現。
製造偏光膜：將聚乙烯醇膜浸漬於30℃水中使其膨潤並朝機械方向(MD)進行單軸延伸至原來長度的2.0倍，接著，一邊浸漬於含有0.03 質量%之碘，及3 質量%之碘化鉀的30℃水溶液中，再一邊將該聚乙烯醇膜拉伸至原長的3.3倍，接著浸入3 質量%之碘化鉀及3 質量%之硼酸的30℃水溶液中，並進一步延伸至原長的3.6倍。繼而浸入5 質量%之碘化鉀及4 質量%之硼酸的60℃水溶液中，並進一步延伸至原長的6.0倍。後續於3質量%之碘化鉀水溶液浸泡15秒後，於60℃乾燥4分鐘，即可獲得偏光膜。
以下請參見表1及表2，係為實施例1至10之實驗操控變因、技術特徵及染色均勻性與皺褶測定結果；表3及表4，係為比較例1至10之實驗操控變因、技術特徵及薄膜之染色均勻性與皺褶測定結果。
表1
    項目 PVA樹酯經乾燥機噴水與否 最大 熱輥輪 溫度差(℃) 烘箱 最高 溫度 (℃) 烘箱 最低 溫度(℃)   澆鑄鼓 車速 (m/min)   -(C=C) n- 疏水雙鍵比   -(C=C) n- 平均雙鍵數
實施例1 是 45 60 50 5.4 0.692 1.612
實施例2 是 45 80 50 5.4 0.742 1.622
實施例3 是 45 100 50 5.4 0.839 1.648
實施例4 是 45 120 50 5.4 0.872 1.664
實施例5 是 30 120 50 5.4 0.977 1.714
實施例6 是 20 120 50 5.4 1.197 1.795
實施例7 是 45 100 50 5.7 0.795 1.644
實施例8 是 45 100 50 6.3 0.565 1.519
實施例9 是 30 120 70 5.0 1.298 1.816
實施例10 是 45 100 40 6.0 0.505 1.484
表2 (接續表1)
  項目 重量 膨潤度 (wt%) PVA鹼化度(mole%) PVA聚合度 PVA分子量(Mn) 染色均勻性 皺褶程度
實施例1 47.2 99.90 2411 106084 ◎ O
實施例2 44.9 99.92 2367 103708 ◎ ◎
實施例3 42.7 99.86 2341 103004 ◎ ◎
實施例4 41.7 99.93 2421 106504 ◎ ◎
實施例5 40.0 99.95 2463 108372 O ◎
實施例6 38.6 99.85 2318 101992 O ◎
實施例7 44.6 99.89 2309 101596 ◎ ◎
實施例8 46.4 99.90 2326 102344 ◎ O
實施例9 38.2 99.92 2407 105908 O ◎
實施例10 47.5 99.88 2482 109208 ◎ O
表3
    項目 PVA樹酯經乾燥機噴水與否 最大 熱輥輪 溫度差(℃) 烘箱 最高 溫度 (℃) 烘箱 最低 溫度(℃)   澆鑄鼓 車速 (m/min)   -(C=C) n- 疏水雙鍵比   -(C=C) n- 平均雙鍵數
比較例1 是 55 80 50 6.3 0.442 1.435
比較例2 是 55 60 50 6.0 0.490 1.474
比較例3 是 10 120 50 5.4 1.385 1.825
比較例4 是 30 150 50 5.4 1.412 1.847
比較例5 是 45 50 50 5.4 0.396 1.408
比較例6 是 45 100 50 4.0 1.348 1.822
比較例7 是 45 100 50 6.6 0.483 1.461
比較例8 是 30 120 80 5.0 1.502 1.865
比較例9 是 45 80 30 5.4 0.485 1.471
比較例10 否 30 120 50 5.4 1.371 1.833
表4 (接續表3)
  項目 重量 膨潤度 (wt%) PVA鹼化度 (mole%) PVA聚合度 PVA分子量(Mn) 染色均勻性 皺褶程度
比較例1 48.5 99.93 2387 105028 ◎ X
比較例2 48.8 99.95 2415 106260 ◎ X
比較例3 36.9 99.88 2455 108020 X ◎
比較例4 36.5 99.87 2406 105864 X ◎
比較例5 49.9 99.90 2492 109648 ◎ X
比較例6 37.7 99.92 2385 104940 X O
比較例7 48.4 99.91 2417 106348 O X
比較例8 36.0 99.85 2374 104456 X ◎
比較例9 48.6 99.90 2310 101640 ◎ X
比較例10 37.5 99.92 2477 108988 X ◎
本實驗中，所使用之分析方式如下：
紫外光 - 可見光光譜疏水雙鍵比值分析
樣品製備方法：將幅寬方向之聚乙烯醇膜平分成5等分後，裁切成每片面積為機械方向5 cm x 寬度方向5 cm之薄膜樣品，並放置在23℃、50%相對溼度之恆溫恆濕箱中24小時。
分析儀器: 以Perkin Elmer Lambda 365 (波長準確性及波長重複性符合NIST 2034之規範)進行薄膜樣品之分析。
測試條件：將完成恆溫恆濕之薄膜樣品，於23℃、50%相對溼度的環境下，測試其於200至700 nm之吸收度，並讀取其於215 nm、280 nm及320 nm處之吸收度數值。
數據轉換：將該薄膜樣品於215 nm、280 nm及320 nm處讀取之吸收度數值帶入下述之紫外光-可見光光譜疏水雙鍵比值公式中，獲得該薄膜樣品之疏水雙鍵比值：(A UV280nm+A UV320nm)/A UV215nm，最後再將沿幅寬方向測得的5塊疏水雙鍵比值取平均。
紫外光 - 可見光光譜平均雙鍵比值分析
樣品製備方法：將幅寬方向之聚乙烯醇膜平分成5等分後，裁切成每片面積為機械方向5 cm x 寬度方向5 cm之薄膜樣品，並放置在23℃、50%相對溼度之恆溫恆濕箱中24小時。
分析儀器: 以Perkin Elmer Lambda 365 (波長準確性及波長重複性符合NIST 2034之規範)進行薄膜樣品之分析。
測試條件：將完成恆溫恆濕之薄膜樣品，於23℃、50%相對溼度的環境下，測試其於200至700 nm之吸收度，並讀取其於215 nm、280 nm及320 nm處之吸收度數值。
數據轉換：將該薄膜樣品於215 nm、280 nm及320 nm處讀取之吸收度數值帶入下述之紫外光-可見光光譜平均雙鍵比值公式中，獲得該薄膜樣品之平均雙鍵比值：(A UV215nm*1+A UV280nm*2+ A UV320nm*3) / (A UV215nm+A UV280nm+ A UV320nm)，最後再將沿幅寬方向測得的5塊平均雙鍵比值取平均。
重量膨潤度分析
樣品製備方法：將幅寬方向之聚乙烯醇膜平分成5等分後，裁切成每片面積為機械方向5 cm x 寬度方向5 cm之薄膜樣品，並放置在23℃、50%相對溼度之恆溫恆濕箱中24小時。
測試條件：將聚乙烯醇膜樣品放入30℃之純水中使其膨潤20分鐘，待該薄膜樣品膨潤結束後將其取出，並使用面紙擦乾該薄膜樣品之表面水分秤取其膜重M1，再將該薄膜樣品放入120℃的烘箱乾燥120分鐘秤取其膜重M2。
數據轉換：將秤取之該薄膜樣品之膜重M1、M2帶入(M1-M2)/M1*100%，獲得該薄膜樣品之重量膨潤度，最後再將沿幅寬方向測得的5塊重量膨潤度取平均。
薄膜顏色均勻性表現分析
將聚乙烯醇膜製成偏光片，以光出射度為14000 lx的燈箱進行照射，觀察該薄膜之顏色均勻性並進行評價。薄膜顏色均勻性之評價如下： ◎：無顏色不均； O：微弱顏色不均； X：明顯顏色不均。
皺褶表現分析
將聚乙烯醇膜製成偏光片，並切成寬度方向5 cm、長度方向20 cm之樣品，並將該樣品以夾具間隔為5 cm的方式固定在延伸治具上，再以偏光片製程拉伸機於水浴中進行拉伸，待該樣品延伸至原長度的2倍後(即10 cm)馬上從水浴中拉起，並自距離薄膜正面1 m的位置處，以目視的方式觀察該樣品膜面的皺褶情形並進行評價。薄膜皺褶之評價如下： ◎：無皺褶； O：輕微皺褶； X：明顯皺褶。
根據表1及表2，實施例1至10之薄膜因紫外光-可見光光譜疏水雙鍵比值介於0.500至1.300，因此該等薄膜可同時呈現出優異的染色均勻性及抗皺褶性；尤其實施例2至4及實施例7更同時呈現無顏色不均及無皺褶生成的極佳狀態。相較之下，比較例1至10之薄膜因未控制薄膜之紫外光-可見光光譜疏水雙鍵比值介於0.500至1.300，以致無法使該等薄膜同時具備優異的染色均勻性及抗皺褶的能力。
綜上所述，本發明之聚乙烯醇膜因具有紫外光-可見光光譜疏水雙鍵比值：(A UV280nm+A UV320nm)/A UV215nm介於0.500至1.300，故可同時兼具染色均勻性佳且不易產生皺褶的特性。
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。例如，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，每一各別刊物或專利申請案皆明確且各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再另外指出的地方，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。
100:聚乙烯醇膜製備系統 110:溶解桶 120:T型狹縫模唇 130:澆鑄鼓 140:熱輥輪 1401:起始熱輥輪 140N:最終熱輥輪 150:烘箱 152:烘箱之最高溫度區 154:烘箱之最低溫度區
圖1所示係製造本發明聚乙烯醇膜之製備系統示意圖。
無。
100:聚乙烯醇膜製備系統
110:溶解桶
120:T型狹縫模唇
130:澆鑄鼓
140:熱輥輪
1401:起始熱輥輪
140N:最終熱輥輪
150:烘箱
152:烘箱之最高溫度區
154:烘箱之最低溫度區

Claims (13)

  1. 一種聚乙烯醇膜，其具有紫外光-可見光光譜疏水雙鍵比值：(A UV280nm+A UV320nm)/A UV215nm介於0.500至1.300。
  2. 如請求項1之聚乙烯醇膜，其進一步具有紫外光-可見光光譜平均雙鍵比值：(A UV215nm*1+A UV280nm*2+ A UV320nm*3) / (A UV215nm+A UV280nm+ A UV320nm)介於1.480至1.820。
  3. 如請求項1之聚乙烯醇膜，其進一步具有重量膨潤度介於38.0至48.0
  4. 一種光學膜，其係由如請求項1至3任一項之聚乙烯醇膜所形成。
  5. 如請求項4之光學膜，其係為偏光膜。
  6. 一種如請求項1至3任一項之聚乙烯醇膜之製造方法，包含： (a) 樹酯乾燥製程：將一完成聚合的聚乙烯醇系樹酯打入一乾燥機內，並且在烘乾時噴水降溫； (b) 溶解製程：將該經乾燥之聚乙烯醇系樹脂升溫溶解，並調整濃度，形成一聚乙烯醇澆鑄溶液； (c) 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；及 (d) 乾燥製程：將該聚乙烯醇初步膜於複數個熱輥輪及至少兩節控溫的烘箱內乾燥後得到該聚乙烯醇膜； 其中，該複數個熱輥輪中的起始熱輥輪具有該複數個熱輥輪中的最高溫、最終熱輥輪具有該複數個熱輥輪中的最低溫。
  7. 如請求項6之製造方法，其中該聚乙烯醇系樹脂之鹼化度大於99.80 mole%。
  8. 如請求項6之製造方法，其中該聚乙烯醇系樹脂之聚合度介於2,300至3,000。
  9. 如請求項6之製造方法，其中該聚乙烯醇系樹脂之分子量介於100,000至110,000 Mn。
  10. 如請求項6之製造方法，其中該澆鑄鼓之車速係介於5.0至6.4 m/min。
  11. 如請求項6之製造方法，其中該複數個熱輥輪中起始熱輥輪與最終熱輥輪之溫度差係介於20至45℃。
  12. 如請求項6之製造方法，其中該烘箱之最高溫度係介於60至120℃。
  13. 如請求項6之製造方法，其中該烘箱之最低溫度係介於40至70℃。
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