TWI423999B - 非晶系共聚酯、軟性基材、及光學膜 - Google Patents

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非晶系共聚酯、軟性基材、及光學膜
本發明係關於共聚酯，更特別關於應用此共聚酯之光學膜。
液晶顯示器利用液晶分子雙折射率性質及對光線具旋轉能力來達到明暗顯示的效果，故有視角與對比的問題。隨著液晶顯示器的尺寸增加與用途的不同，必須從不同角度來觀賞，達到廣視角要求是必要課題。目前又以增貼光學補償膜如相位差膜改善視角問題，且不需改變顯示器的製程，但必須有效控制相位差膜的厚度、雙折射率、及透光度。
調控聚酯雙折射率的方式有幾種(以聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)為例)：一、以雙軸延伸二次加工過程來產生延伸配向調控PET聚酯雙折射率，但無法達到低雙折射率，甚至零雙折射率；二、乾脆以其他種光學膜材料取代PET聚酯薄膜；三、利用混摻手法來降低雙折射率。大部份以其他光學膜材料取代PET薄膜方式皆有溶劑殘留及環境污染的問題，如以混摻手法來降低雙折射率方面，卻容易造成不相容問題導致透光性下降，且雙折射率下降效果有限，無法應用於光學薄膜相關基材。一般單純用PET藉由製程條件控制雙折射率下降的效果有限。利用兩種高分子混摻製作光學薄膜，其兩相混摻所隱含的風險為選擇兩種不適合的高分子，不僅無法提升所需要的物理性質，嚴重者更降低原材料的優異特性。
綜上所述，目前亟需具有優良光學性質、低雙折射率、及抗化性之雙軸拉伸聚酯薄膜，應用於新世代電子用薄膜。
本發明一實施例提供一種非晶系共聚酯，該非晶系共聚酯係由雙酸單體或雙酯單體與雙醇單體聚合而成，雙酸或雙酯單體係選自對苯二甲酸(terephthalic acid，縮寫為TPA)、環己烷二甲酸(cyclohexanedicarboxylic acid，縮寫為CHDA)、與環己烷二甲酸二甲酯(dimethyl cyclohexanedicarboxylate，縮寫為DMC)中至少一者；而該雙醇單體係選自乙二醇(ethylene glycol，縮寫為EG)、環己烷二甲醇混合物(cyclohexanedimethanol mixture，縮寫為CHDM混合物)、三環癸二甲醇(tricyclodecanedimethanol，簡稱TCD)、及3,9-雙(1,1-二甲基-2-羥乙基)-2,4,8,10-四氧雜螺[5.5]十一烷(3,9-bis(1,1-dimethyl-2-hydroxyethyl)-2,4,8,10-tetraoxaspiro[5,5]undecane，簡稱BHTU)中至少兩者。
本發明一實施例提供一種軟性基材，係由上述之非晶系共聚酯所製成。
本發明一實施例提供一種光學膜，係由上述之非晶系共聚酯所製成。
本發明一實施例提供一種顯示裝置，包括：基材；以及光學膜，位於基材上，其中基材及/或光學膜係前述之非晶系共聚酯。
本發明之實施例將多種不同單體透過聚縮合反應形成雜亂排列的共聚酯所組成之未延伸薄板，經由雙軸延伸程序加工成型為雙軸延伸聚酯薄膜。
本發明一實施例中，共聚形成共聚酯之雙酸為對苯二甲酸(terephthalic acid，縮寫為TPA)，而雙醇為乙二醇(ethylene glycol，縮寫為EG)、環己烷二甲醇混合物(cyclohexanedimethanol mixture，縮寫為CHDM混合物)、及三環癸二甲醇(tricyclodecanedimethanol，簡稱TCD)。環己烷二甲醇混合物包含順式-1,3/反式-1,3/順式-1,4/反式-1,4-環己烷二甲醇(cis-1,3/trans-1,3/cis-1,4/trans-1,4-cyclohexanedimethanol mixture)，上述四種不同立體結構的CHDM混合物可為購自陶氏化學國際有限公司(Dow Chemical Company)提供的UNOXOLTM 34 Diol，四種立體結構的CHDM混合物的比例如下：順式-1,3/反式-1,3/順式-1,4/反式-1,4-環己烷二甲醇的比例為32.8:24:13.0:30.2。由於CHDM混合物具有不同立體結構的混合物，可讓共聚酯的分子排列更不規則，進而降低其結晶性。可以理解的是，其他比例的CHDM混合物亦可應用於本發明，而不限於上述之的UNOXOLTM 34 Diol。
上述雙酸單體與雙醇單體一般需經兩階段酯化與聚縮合形成共聚酯，其結構具有A莫耳分率之重複單元如式1、B莫耳分率之重複單元如式2、及C莫耳分率之重複單元如式3。A+B+C=1，0.05A0.5，0.5B0.95，0<C0.45；以及0.05A+C0.5。A、B、及C之比例取決於EG、TCD、及CHDM混合物之用量。反應過程中需加入聚縮合觸媒如銻系、鈦系、鍺系、錫系、鎵系、鋁系、或上述之組合的金屬觸媒，較佳為醋酸銻與鈦銻合金觸媒。上述觸媒之含量約介於25ppm~500 ppm之間。
在本發明一實施例中，具有重複單元如式1、式2及式3的共聚酯其本質黏度(intrinsic viscosity)介於0.5至0.9之間。若具有重複單元如式1、式2及式3的共聚酯之本質黏度過高，則流動性差加工不易。若具有重複單元如式1、式2及式3的共聚酯之本質黏度過低，則機械性質差不易成膜。
此外，式2之重複單元的結構係擇自式4至式9中任一者或其組合，取決於市售TCD的結構。
此外，式3之重複單元的結構係擇自式10至式11中任一者或其組合，取決於市售CHDM的結構。
本發明一實施例中，共聚形成共聚酯之雙酸為對苯二甲酸(terephthalic acid，縮寫為TPA)，而雙醇為乙二醇(ethylene glycol，縮寫為EG)及三環癸二甲醇(tricyclodecanedimethanol，簡稱TCD)。
上述雙酸單體與雙醇單體一般需經兩階段酯化與聚縮合形成共聚酯，其結構具有A莫耳分率之重複單元如式1，及B莫耳分率之重複單元如式2。A及B係莫耳分率，A+B=1；0.05A0.5；0.5B0.95。A及B之比例取決於EG及TCD之用量。反應過程中需加入聚縮合觸媒如銻系、鈦系、鍺系、錫系、鎵系、鋁系、或上述之組合的金屬觸媒，較佳為醋酸銻與鈦銻合金觸媒。上述觸媒之含量約介於25ppm~500 ppm之間。
在本發明一實施例中，具有重複單元如式1及式2的共聚酯其本質黏度(intrinsic viscosity)約介於0.5至0.9之間。若具有重複單元如式1及式2的共聚酯之本質黏度過高，則流動性差加工不易。若具有重複單元如式1及式2的共聚酯之本質黏度過低，則機械性質差不易成膜。
本發明一實施例中，共聚形成共聚酯之雙酸為環己烷二甲酸(cyclohexanedicarboxylic acid，縮寫為CHDA)，而雙醇為乙二醇(ethylene glycol，縮寫為EG)、環己烷二甲醇混合物(cyclohexanedimethanol mixture)、及三環癸二甲醇(tricyclodecanedimethanol，簡稱TCD)。環己烷二甲醇混合物包含順式-1,3/反式-1,3/順式-1,4/反式-1,4-環己烷二甲醇(cis-1,3/trans-1,3/cis-1,4/trans-1,4-cyclohexanedimethanol mixture)，上述四種不同立體結構的CHDM混合物可為購自陶氏化學國際有限公司(Dow Chemical Company)提供的UNOXOLTM 34 Diol，四種立體結構的CHDM混合物的比例如下：順式-1,3/反式-1,3/順式-1,4/反式-1,4-環己烷二甲醇的比例為32.8:24:13.0:30.2。。由於CHDM混合物具有不同立體結構的混合物，可讓共聚酯的分子排列更不規則，進而降低其結晶性。可以理解的是，其他比例的CHDM混合物亦可應用於本發明，而不限於上述之的UNOXOLTM 34 Diol。
上述雙酸單體與雙醇單體一般需經兩階段酯化與聚縮合形成共聚酯，其結構具有D莫耳分率之重複單元如式12、E莫耳分率之重複單元如式13、及F莫耳分率之重複單元如式14。D+E+F=1，0.05D0.5；0.5E0.95；0<F0.45；以及0.05D+F0.5。D、E、及F之比例取決於EG、TCD、及CHDM混合物之用量。反應過程中需加入聚縮合觸媒如銻系、鈦系、鍺系、錫系、鎵系、鋁系、或上述之組合的金屬觸媒，較佳為醋酸銻與鈦銻合金觸媒。上述觸媒之含量約介於25ppm~500 ppm之間。
在本發明一實施例中，具有重複單元如式12、13、及式14的共聚酯其本質黏度(intrinsic viscosity)介於0.5至0.9之間。若具有重複單元如式12、13、及式14的共聚酯之本質黏度過高，則流動性差加工不易。若具有重複單元如式12、13、及式14的共聚酯之本質黏度過低，則機械性質差不易成膜。
此外，式13之重複單元的結構係擇自式15至式20中任一者或其組合，取決於市售TCD的結構。
此外，式14之重複單元的結構係擇自式21至式22中任一者或其組合，取決於市售CHDM的結構。
本發明一實施例中，共聚形成共聚酯之雙酸為環己烷二甲酸(cyclohexanedicarboxylic acid，縮寫為CHDA)，而雙醇為乙二醇(ethylene glycol，縮寫為EG)及三環癸二甲醇(tricyclodecanedimethanol，簡稱TCD)。
上述雙酸單體與雙醇單體一般需經兩階段酯化與聚縮合形成共聚酯，其結構具有D莫耳分率之重複單元如式12及E莫耳分率之重複單元如式13。D+E=1；0.05D0.5；0.5E0.95。D及E之比例取決於EG及TCD之用量。反應過程中需加入聚縮合觸媒如銻系、鈦系、鍺系、錫系、鎵系、鋁系、或上述之組合的金屬觸媒，較佳為醋酸銻與鈦銻合金觸媒。上述觸媒之含量約介於25ppm~500 ppm之間。
在本發明一實施例中，具有重複單元如式12及式13的共聚酯其本質黏度(intrinsic viscosity)介於0.5至0.9之間。若具有重複單元如式12及13的共聚酯之本質黏度過高，則流動性差加工不易。若具有重複單元如式12及式13的共聚酯之本質黏度過低，則機械性質差不易成膜。
本發明一實施例中，共聚形成共聚酯之雙酯為環己烷二甲酸二甲酯(dimethyl cyclohexanedicarboxylate，縮寫為DMC)，而雙醇為乙二醇(ethylene glycol，縮寫為EG)、環己烷二甲醇混合物(cyclohexanedimethanol mixture，縮寫為CHDM混合物)、及3,9-雙(1,1-二甲基-2-羥乙基)-2,4,8,10-四氧雜螺[5.5]十一烷(3,9-bis(1,1-dimethyl-2-hydroxyethyl)-2,4,8,10-tetraoxaspiro[5,5]undecane，簡稱BHTU)。環己烷二甲醇混合物包含順式-1,3/反式-1,3/順式-1,4/反式-1,4-環己烷二甲醇(cis-1,3/trans-1,3/cis-1,4/trans-1,4-cyclohexanedimethanol mixture)，上述四種不同立體結構的CHDM混合物可為購自陶氏化學國際有限公司(Dow Chemical Company)提供的UNOXOLTM 34 Diol，四種立體結構的CHDM混合物的比例如下：順式-1,3/反式-1,3/順式-1,4/反式-1,4-環己烷二甲醇的比例為32.8:24:13.0:30.2。。由於CHDM混合物具有不同立體結構的混合物，可讓共聚酯的分子排列更不規則，進而降低其結晶性。可以理解的是，其他比例的CHDM混合物亦可應用於本發明，而不限於上述之的UNOXOLTM 34 Diol。
上述雙酸單體與雙醇單體一般需經兩階段酯化與聚縮合形成共聚酯，其結構具有G莫耳分率之重複單元如式23、H莫耳分率之重複單元如式24、及I莫耳分率之重複單元如式25。G+H+I=1；0.05G0.5；0.5H0.95；0<I0.45；以及0.05G+I0.5。G、H、及I之比例取決於EG、BHTU、及CHDM混合物之用量。反應過程中需加入聚縮合觸媒如銻系、鈦系、鍺系、錫系、鎵系、鋁系、或上述之組合的金屬觸媒，較佳為醋酸銻與鈦銻合金觸媒。上述觸媒之含量約介於25ppm~500 ppm之間。
在本發明一實施例中，具有重複單元如式23、式24、及式25的共聚酯其本質黏度(intrinsic viscosity)介於0.5至0.9之間。若具有重複單元如式23、式24、及式25的共聚酯之本質黏度過高，則流動性差加工不易。若具有重複單元如式23、式24、及式25的共聚酯之本質黏度過低，則機械性質差不易成膜。
本發明一實施例中，共聚形成共聚酯之雙酯為環己烷二甲酸二甲酯(dimethyl cyclohexanedicarboxylate，縮寫為DMC)，而雙醇為乙二醇(ethylene glycol，縮寫為EG)及3,9-雙(1,1-二甲基-2-羥乙基)-2,4,8,10-四氧雜螺[5.5]十一烷(3,9-bis(1,1-dimethyl-2-hydroxyethyl)-2,4,8,10-tetraoxaspiro[5,5]undecane，簡稱BHTU)。
上述雙酸單體與雙醇單體一般需經兩階段酯化與聚縮合形成共聚酯，其結構具有G莫耳分率之重複單元如式23及H莫耳分率之重複單元如式24。G+H=1；0.05G0.5；及0.5H0.95。G及H之比例取決於EG及BHTU混合物之用量。反應過程中需加入聚縮合觸媒如銻系、鈦系、鍺系、錫系、鎵系、鋁系、或上述之組合的金屬觸媒，較佳為醋酸銻與鈦銻合金觸媒。上述觸媒之含量約介於25ppm~500 ppm之間。
在本發明一實施例中，具有重複單元如式23及式24的共聚酯其本質黏度(intrinsic viscosity)介於0.5至0.9之間。若具有重複單元如式23及式24的共聚酯之本質黏度過高，則加工時的熔融流動性差加工不易。若具有重複單元如式23及式24的共聚酯之本質黏度過低，則加工時的機械性質差不易成膜。
上述之本質黏度是利用四氯乙烷(tetrachloroethane)與酚(phenol)重量比40:60混合的溶液，在25℃下以烏氏黏度計(Ubbelohde viscometer)進行測試所得到的值。一般而言，高分子的分子量(如重均分子量、數目分子量、或其他分子量)越高，其本質黏度亦越高。
如上所述，透過聚縮合反應將多種不同單體導入高分子中，形成雜亂排列的共聚酯。接著以雙螺桿押出機(twin screw extruder)進行熔融加工，製程溫度介於220℃至300℃之間，螺桿轉速約介於200rpm至800rpm之間，最後經T型模頭熔融押出，經由鑄模輪(casting drum)得到均勻厚度的薄膜。鑄膜溫度通常低於玻璃轉移溫度(Tg)，以確保高分子在熔融時快速冷卻。
接著將熔融押出之單層聚酯薄板進行雙軸拉伸步驟，比如在循環熱風烘箱內進行單次同步或逐步拉伸。在另一實施例中，雙軸拉伸步驟為連續式兩階段拉伸：先以加熱滾輪的方式縱向拉伸，目的是增進機械方向(MD direction)的抗拉性質，再進熱烘箱內進行橫向拉伸(TD direction)，即試片先經均勻循環熱風加熱後進行橫向拉伸。若採用Bruckner KARO IV雙軸延伸機進行單次同步拉伸，在拉伸過程中分子定向(orientation)排列，形成非等向性(anisotropic)薄膜。同步拉伸之參數如下：延伸溫度為90~150℃、熱風循環馬達轉速為1400~1800rpm、延伸速度1~100mm/sec、且延伸倍率為1-6.5倍。
之後在特定溫度及時間下進行熱處理步驟。經過雙軸延伸後的高分子鏈，受外部應力及溫度作用被拉開、拉直且分子之間彼此移動產生較大的形變。此時若直接冷卻到Tg以下定型，分子內部將殘存內應力，造成材料尺寸上的不穩定，因此對於要求熱收縮率低的薄膜材料熱定型處理是必要的階段。對於非結晶性高分子，熱定型的目的僅是使延伸後的高分子短鏈或支鏈得到鬆弛(relaxation)，消除薄膜的內應力，減少薄膜的熱收縮。本發明所進行的熱處理溫度約為90℃～130℃，時間為3秒～180秒。
上述將高分子製成單層未延伸薄板的方式，可以是以雙螺桿押出機直接押出成薄板，或者先押出條狀後切成塑膠粒，再以熱壓成形的方式製成單層未延伸薄板。
由於本發明之共聚酯在拉伸後具有較低的相位差值變化，且具有不錯的透光性，因此適用於軟性電子裝置之基材。此外，上述共聚酯亦適用於顯示裝置之基材如導光板、擴散膜、反射膜、或觸控面板；或作為基材上的光學膜如液晶顯示器光學保護膜、離型膜、增亮膜、相位差膜、偏光板保護膜、防反射膜、及導電性薄膜。
為了讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉數實施例配合所附圖式，作詳細說明如下：
【實施例】
比較例1
將PET塑膠粒以篩網震篩，去除塑膠粒表面粉塵及細微碎片，再以70℃熱風循環烘箱乾燥，烘乾24小時，以確保塑膠粒充分乾燥。秤取100重量份之PET，以雙螺桿押出機(twin screw extruder)進行熔融加工的製程溫度為270～280℃，螺桿轉速約為300~500rpm，經T型模頭熔融押出，得到均勻厚度的透明薄板，鑄模輪的溫度設定為60~70℃。將所得到的薄板裁切成117mm×117mm尺寸，進行同步雙軸延伸程序，延伸溫度設定90~100℃，熱風循環馬達轉速設定為1700rpm，延伸速度10～100mm/sec，延伸倍率為1.25～4倍。最後進行熱處理步驟，熱處理溫度為190~210℃，時間為3秒~9秒。
實施例1
以166克的對苯二甲酸(TPA)為雙酸單體，49.6克的乙二醇(EG，50mol%)及98克的三環癸二甲醇(TCD，50 mole%)為雙醇單體，經兩階段酯化、聚縮合後，合成出具有0.5莫耳分率式1的重複單元，及0.5莫耳分率式2的重複單元之非晶系聚酯(A=0.5，B=0.5)之塑膠粒，再以烏氏黏度計測得本質黏度(intrinsic viscosity)為0.71。
實施例2
以166克的對苯二甲酸(TPA)為雙酸單體，37.2克的乙二醇(EG，30mol%)及137.2克的三環癸二甲醇(TCD，70 mole%)為雙醇單體，經兩階段酯化、聚縮合後，合成出具有0.3莫耳分率式1的重複單元，及0.7莫耳分率式2的重複單元之非晶系聚酯(A=0.3，B=0.7)之塑膠粒，再以烏氏黏度計測得本質黏度(intrinsic viscosity)為0.70。
實施例3
以166克的對苯二甲酸(TPA)為雙酸單體，21.7克的乙二醇(EG，5mol%)及186.2克的三環癸二甲醇(TCD，95 mole%)為雙醇單體，經兩階段酯化、聚縮合後，合成出具有0.05莫耳分率式1的重複單元，及0.95莫耳分率式2的重複單元之非晶系聚酯(A=0.05，B=0.95)之塑膠粒，再以烏氏黏度計測得本質黏度(intrinsic viscosity)為0.68。
實施例4
以166克的對苯二甲酸(TPA)為雙酸單體，21.7克的乙二醇(EG，5mol%)、64.8克的cis-1,3/trans-1,3/cis-1,4/trans-1,4-CHDM混合物(45mol%)、及98克的三環癸二甲醇(TCD，50 mole%)為雙醇單體，經兩階段酯化、聚縮合後，合成出具有0.05莫耳分率式1的重複單元，0.5莫耳分率式2的重複單元，及0.45莫耳分率式3的重複單元之非晶系聚酯(A=0.05，B=0.5，C=0.45)之塑膠粒，再以烏氏黏度計測得本質黏度(intrinsic viscosity)為0.70。
實施例5
以172克的環己烷二甲酸(CHDA)為雙酸單體，49.6克的乙二醇(EG，50mol%)及98克的三環癸二甲醇(TCD，50 mole%)為雙醇單體，經兩階段酯化、聚縮合後，合成出具有0.5莫耳分率式12的重複單元，及0.5莫耳分率式13的重複單元之非晶系聚酯(D=0.5，E=0.5)之塑膠粒，再以烏氏黏度計測得本質黏度(intrinsic viscosity)為0.69。
實施例6
以172克的環己烷二甲酸(CHDA)為雙酸單體，37.2克的乙二醇(EG，30mol%)及137.2克的三環癸二甲醇(TCD，70 mole%)為雙醇單體，經兩階段酯化、聚縮合後，合成出具有0.3莫耳分率式12的重複單元，及0.7莫耳分率式13的重複單元之非晶系聚酯(D=0.3，E=0.7)之塑膠粒，再以烏氏黏度計測得本質黏度(intrinsic viscosity)為0.70。
實施例7
以172克的環己烷二甲酸(CHDA)為雙酸單體，21.7克的乙二醇(EG，5mol%)及186.2克的三環癸二甲醇(TCD，95 mole%)為雙醇單體，經兩階段酯化、聚縮合後，合成出具有0.05莫耳分率式12的重複單元，及0.95莫耳分率式13的重複單元之非晶系聚酯(D=0.05，E=0.95)之塑膠粒，再以烏氏黏度計測得本質黏度(intrinsic viscosity)為0.70。
實施例8
以172克的環己烷二甲酸(CHDA)為雙酸單體，21.7克的乙二醇(EG，5mol%)、cis-1,3/trans-1,3/cis-1,4/trans-1,4-CHDM混合物(45mol%)、及98克的三環癸二甲醇(TCD，50 mole%)為雙醇單體，經兩階段酯化、聚縮合後，合成出具有0.05莫耳分率式12的重複單元，及0.5莫耳分率式13的重複單元，及0.45莫耳分率式14的重複單元之非晶系聚酯(D=0.05，E=0.5，F=0.45)之塑膠粒，再以烏氏黏度計測得本質黏度(intrinsic viscosity)為0.69。
實施例9
以200克的環己烷二甲酸二甲酯(DMC)為雙酯單體，49.6克的乙二醇(EG，50mol%)及152克的3,9-雙(1,1-二甲基-2-羥乙基)-2,4,8,10-四氧雜螺[5.5]十一烷(BHTU，50 mole%)為雙醇單體，經兩階段酯化、聚縮合後，合成出具有0.5莫耳分率式23的重複單元，及0.5莫耳分率式24的重複單元之非晶系聚酯(G=0.5，H=0.5)之塑膠粒，再以烏氏黏度計測得本質黏度(intrinsic viscosity)為0.72。
實施例10
以200克的環己烷二甲酸二甲酯(DMC)為雙酯單體，37.2克的乙二醇(EG，30mol%)及212.8克的3,9-雙(1,1-二甲基-2-羥乙基)-2,4,8,10-四氧雜螺[5.5]十一烷(BHTU，70 mole%)為雙醇單體，經兩階段酯化、聚縮合後，合成出具有0.3莫耳分率式23的重複單元，及0.7莫耳分率式24的重複單元之非晶系聚酯(G=0.3，H=0.7)之塑膠粒，再以烏氏黏度計測得分子量本質黏度(intrinsic viscosity)為0.72。
實施例11
以200克的環己烷二甲酸二甲酯(DMC)為雙酯單體，21.7克的乙二醇(EG，5mol%)及288.8克的3,9-雙(1,1-二甲基-2-羥乙基)-2,4,8,10-四氧雜螺[5.5]十一烷(BHTU，95 mole%)為雙醇單體，經兩階段酯化、聚縮合後，合成出具有0.05莫耳分率式23的重複單元，及0.95莫耳分率式24的重複單元之非晶系聚酯(G=0.05，H=0.95)之塑膠粒，再以烏氏黏度計測得本質黏度(intrinsic viscosity)為0.70。
實施例12
以200克的環己烷二甲酸二甲酯(DMC)為雙酯單體，21.7克的乙二醇(EG，5mol%)、64.8克的cis-1,3/trans-1,3/cis-1,4/trans-1,4-CHDM混合物(45mol%)、及152克的3,9-雙(1,1-二甲基-2-羥乙基)-2,4,8,10-四氧雜螺[5.5]十一烷(BHTU，50 mole%)為雙醇單體，經兩階段酯化、聚縮合後，合成出具有0.05莫耳分率式23的重複單元，0.5莫耳分率式24的重複單元，及0.45莫耳分率式25的重複單元之非晶系聚酯(G=0.05，H=0.5，I=0.45)之塑膠粒，再以烏氏黏度計測得本質黏度(intrinsic viscosity)為0.71。
上述比較例1與實施例1至12之共聚酯經微差式熱卡計分析法量測後，可知其玻璃轉換溫度(Tg)如表1所示。
如第1圖所示，取比較例1、實施例1、實施例2、及實施例3之共聚酯進行微差式熱卡計分析法(DSC)，可知本發明實施例1-3之共聚酯的玻璃轉移溫度Tg(99℃至118℃)高於比較例1中PET之Tg(78℃)。如第2圖所示，取實施例5、實施例6、及實施例7之共聚酯進行微差式熱卡計分析法(DSC)，可知本發明實施例5-7之共聚酯的玻璃轉移溫度Tg(80℃至101℃)高於比較例1中PET之Tg(78℃)。如第3圖所示，取實施例9、實施例10、及實施例11之共聚酯進行微差式熱卡計分析法(DSC)，可知本發明實施例9-11之共聚酯的玻璃轉移溫度Tg(81℃至103℃)高於比較例1中PET之Tg(78℃)。如第4圖所示，取實施例4、實施例8、及實施例12之共聚酯進行微差式熱卡計分析法(DSC)，可知本發明實施例4、8、及12之共聚酯的玻璃轉移溫度Tg(82℃至100℃)高於比較例1中PET之Tg(78℃)。
將上述實施例1至12共聚酯塑膠粒分別以篩網震篩，去除塑膠粒表面粉塵及細微碎片，再以70℃熱風循環烘箱乾燥，烘乾24小時，以確保塑膠粒充分乾燥，接著以雙螺桿押出機(twin screw extruder)進行熔融加工的製程溫度為220～260℃，螺桿轉速約為300~500rpm，經T型模頭熔融押出，得到均勻厚度的透明薄板，鑄模輪的溫度設定為60~70℃。將所得到的薄板裁切成117mm×117mm尺寸，進行同步雙軸延伸程序，延伸溫度設定為80℃至130℃，熱風循環馬達轉速設定為1700rpm，延伸速度為10mm/sec，延伸倍率為1.25-3倍。最後進行熱處理步驟，熱處理溫度為80℃至100℃，時間為10秒至50秒。表2係不同單體組成比例所合成之非晶系共聚膜，在不同的雙軸延伸倍率下的透光度、雙折射係數、與相位差。
如表2所示，在不同拉伸比例下，實施例2、7、及11之共聚酯薄膜均較比較例1之共聚酯薄膜之透光性高。
如第5圖所示，由於PET為結晶材，且在實際應用於光學膜時需要足夠的耐熱性，所以其延伸倍率需為4×4以上，其0°及50°的相位差分別379.3nm、1025.2nm，且其相位差隨延伸倍率的增加明顯變大。
如第6圖所示，實施例2之共聚酯薄膜在1.5×1.5的雙軸延伸率時，其0°及50°的相位差分別為23.9nm、144.1nm，且其相位差隨延伸倍率的增加只稍微增加。跟比較例1之PET相比，實施例2之共聚酯薄膜在相同延伸倍率下具有較低的雙折射率。
如第7圖所示，實施例7之共聚酯薄膜在1.5×1.5的雙軸延伸率時，其0°及50°的相位差分別為6.6nm、8.4nm，且其相位差隨延伸倍率的增加只稍微增加。跟比較例1之PET相比，實施例7之共聚酯薄膜在相同延伸倍率下具有較低的雙折射率。
如第8圖所示，實施例11之共聚酯薄膜在1.5×1.5的雙軸延伸率時，其0°及50°的相位差分別為5.3nm、19.6nm，且其相位差隨延伸倍率的增加只稍微增加。跟比較例1之PET相比，實施例7之共聚酯薄膜在相同延伸倍率下具有較低的雙折射率。
為改善習知聚酯PET薄膜高雙折射率的問題，所揭露之實施例透過聚縮合反應將多種不同單體導入高分子中形成雜亂排列的共聚酯所組成之未延伸薄板的方式來降低薄膜基材的雙折射率。以實施例共聚酯之特定組成，經由合成可得到低霧度、高光線穿透度的共聚酯，並具備低雙折射的特性，搭配雙軸延伸製程，使延伸薄膜更具高強度的機械性能，同時薄膜平整性也同時增加，形成低雙折射率、高透明之光學薄膜基材，廣泛地使用於各種光學功能性薄膜。
雖然本發明已以數個較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作任意之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
第1圖係本發明一實施例中，多種共聚酯的微差式熱卡計分析比較圖；
第2圖係本發明一實施例中，多種共聚酯的微差式熱卡計分析比較圖；
第3圖係本發明一實施例中，共聚酯的微差式熱卡計分析比較圖；
第4圖係本發明一實施例中，共聚酯的微差式熱卡計分析比較圖；
第5圖係本發明一比較例中，PET在不同雙軸延伸率下的相位差曲線圖；
第6圖係本發明一實施例中，共聚酯在不同雙軸延伸率下的相位差曲線圖；
第7圖係本發明一實施例中，共聚酯在不同雙軸延伸率下的相位差曲線圖；以及
第8圖係本發明一實施例中，共聚酯在不同雙軸延伸率下的相位差曲線圖。

Claims (8)

  1. 一種非晶系共聚酯，其結構包括： A莫耳分率之重複單元B莫耳分率之重複單元；以及 C莫耳分率之重複單元其中A+B+C=1；0.05A0.5；0.5B0.95；0<C0.45；以及0.05A+C0.5。
  2. 一種非晶系共聚酯，其結構包括： A莫耳分率之重複單元；以及 B莫耳分率之重複單元其中A+B=1；0.05A0.5；以及0.5B0.95。
  3. 一種非晶系共聚酯，其結構包括： D莫耳分率之重複單元E莫耳分率之重複單元；以及 F莫耳分率之重複單元其中D+E+F=1；0.05D0.5；0.5E0.95；0<F0.45；以及0.05D+F0.5。
  4. 一種非晶系共聚酯，其結構包括： D莫耳分率之重複單元；以及 E莫耳分率之重複單元其中D+E=1；0.05D0.5；以及0.5E0.95。
  5. 一種非晶系共聚酯，其結構包括： G莫耳分率之重複單元H莫耳分率之重複單元；以及 I莫耳分率之重複單元其中G+H+I=1；0.05G0.5；0.5H0.95；0<I0.45；以及0.05G+I0.5。
  6. 一種非晶系共聚酯，其結構包括： G莫耳分率之重複單元；以及 H莫耳分率之重複單元其中G+H=1；0.05G0.5；以及0.5H0.95。
  7. 一種軟性基材，該軟性基材係由申請專利範圍第 1-6項中任一項所述之非晶系共聚酯所製成。
  8. 一種光學膜，該光學膜係由申請專利範圍第1-6項中任一項所述之非晶系共聚酯所製成。
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