本發明涉及一種高分子化合物的組合物，具體涉及一種聚乙烯醇光學膜及其制備方法。
背景技術：
聚乙烯醇系(pva)光學膜是制作液晶顯示器(lcd)的關鍵組件——偏光片的重要原料，是pva下游高端應用領域之一。lcd的應用領域從最初的計算器、檢測儀表等小型儀器發展到目前的手機、平板、電腦、液晶電視、液晶彩色投影儀、液晶監視器、攝像機、車載導航系統等，應用范圍不斷擴大，需求量不斷增加，對偏光片的生產效率和制成率要求也更高，因此需要更高品質的pva光學膜，滿足偏光片的加工要求。
通常，pva光學膜是以聚乙烯醇為主要原料，輔以增塑劑、表面活性劑等助劑配制成的制膜原液，流延或者涂布在鋼帶或者輥上，經干燥等工序制得；而偏光片是以pva光學膜為底膜或者基膜，經過水洗、膨潤、染色、拉伸、固色、干燥等工藝制得。目前的pva光學膜在用于制備偏光片的過程中，在高倍拉伸時容易斷裂，導致原料的損耗大，制成率和生產效率低，使用成本高。本發明旨在解決上述高倍拉伸存在的問題。
技術實現要素：
本發明的目的在于提供一種聚乙烯醇光學膜，本發明的聚乙烯醇光學膜的切斷面平滑，強度好，能防止高倍拉伸時發生斷裂；本發明的另一目的是提供一種制備上述聚乙烯醇光學膜的方法，采用該制備方法操作簡單，制備的聚乙烯醇光學膜高倍拉伸性能好。
為達到上述目的，本發明的基礎方案如下：
一種聚乙烯醇光學膜，采用聚乙烯醇、增塑劑、水、抗氧劑及脫模劑制備，沿薄膜的長度方向，薄膜寬度邊緣切斷部的切斷面的粗糙部分所形成的角度為鈍角，且切斷面的起伏高度小于或等于100μm。
本方案具有如下優點：本方案的發明人發現，當光學膜滿足沿薄膜的長度方向，薄膜寬度邊緣切斷部的切斷面的粗糙部分所形成的角度為鈍角，且切斷面的起伏高度小于或等于100μm時，光學膜的切斷面平滑，強度好，能防止高倍拉伸時發生斷裂，高倍拉伸性能好。
進一步地，采用滾刀切斷并在滾刀上涂有甘油。在滾刀上涂有甘油時，能顯著降低切斷面的微裂紋等缺陷，從而進一步提高防高倍拉伸斷裂的能力。
進一步地，所述切斷面的粗糙部分所形成的角度為170-180°。發明人在試驗及使用中發現，切斷面的粗糙部分所形成的角度在上述范圍內時，光學膜的防高倍拉伸斷裂能力較強。
進一步地，所述切斷面的粗糙部分所形成的角度為179-180°。發明人在試驗及使用中發現，切斷面的粗糙部分所形成的角度在上述范圍內時，光學膜的防高倍拉伸斷裂能力非常強。
進一步地，所述光學膜切斷面的起伏高度小于或等于30μm。發明人在試驗及使用中發現，光學膜切斷面的起伏高度在上述范圍內時，薄膜切斷面光滑無微裂紋，缺陷少，薄膜拉伸時不易斷裂，光學膜的防高倍拉伸斷裂能力更好。
本發明還提供一種聚乙烯醇光學膜的制備方法，采用流延成膜法制備聚乙烯醇光學膜，包括以下制備步驟：
(1)將經過純化洗滌的聚乙烯醇原料在雙螺桿擠出機中與增塑劑、水、抗氧劑及脫模劑混合、脫泡；
(2)經t型模頭擠出至流延輥上初步干燥，當水含量小于35％時，從流延輥的輥面上剝離；
(3)在多根干燥輥上進一步脫出水分，隨后進入氣浮式烘箱中繼續干燥；
(4)牽引收卷和包裝。
本方案的優點如下：(1)發明人發現，當光學膜的水含量小于35％時，薄膜具有一定的強度，且粘性小，容易從從流延輥的輥面上剝離，而且不會導致薄膜的表面受損；(2)采用本發明的制備方法時，聚乙烯醇光學膜在氣浮式烘箱中干燥，聚乙烯醇光學膜能均勻懸浮于烘箱中，不與任何表面接觸，保證薄膜表面無任何劃痕，具有優良的表面光潔度，同時薄膜基本上不會受到不均勻張力的影響，這樣能保證光學膜的干燥均勻性；(3)采用本發明的制備方法具有簡單、高效的優點，而且制備的光學膜的性能優異。
進一步地，步驟(1)中，雙螺桿擠出機的工作條件為溫度65-115℃，螺桿轉速25-85rpm。本方案的發明人發現，在上述條件下，各種原料混合的均勻性好，保證所生產的產品質量。
進一步地，所述流延輥的溫度為70-95℃。本方案的發明人發現，流延輥的溫度在上述范圍內時，制膜原液流延到流延輥上成型的穩定性好。
進一步地，步驟(2)中，在80-95℃條件下，將聚乙烯醇原料與增塑劑、水、抗氧劑及表面活性形成的制膜溶液流延在流延輥上制膜。溫度低于80℃，水分揮發速度較慢，不利于薄膜的干燥成型和厚度的均勻性；溫度高于95℃，pva容易脫水變黃，進而影響薄膜的光學性能。
進一步地，步驟(3)中，干燥輥的溫度為80-95℃，多根干燥輥沿光學膜的傳送方向的轉速遞增，相鄰干燥輥的速度差小于或等于5％。按照上述方式設定時，薄膜在傳送過程中不易打滑，并能較好地控制薄膜張力，有利于獲得光學性能均勻的薄膜。
附圖說明
圖1為本發明實施例1的光學膜切斷面所表示的起伏高度示意圖。
具體實施方式
下面通過具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明：
下面以實施例1為例詳細說明聚乙烯醇系光學膜及其制備方法，其他實施例僅示出與實施例1的區別之處，其他未示出的與實施例1相同。下面對原料選用進行了說明：
上述所述聚乙烯醇系光學膜是使用聚乙烯醇系樹脂制膜材料進行流延制膜而成的。作為聚乙烯醇系樹脂，通常使用未改性聚乙烯醇系樹脂或改性聚乙烯醇系樹脂，即,將乙烯基酯經過溶液聚合或乙烯基酯與其他改性單體進行溶液共聚合獲得的聚乙烯酯樹脂經過醇解、粉碎、壓榨獲得聚乙烯醇系樹脂。作為可與乙烯基酯共聚合的成分，例如可列舉為不飽和的羧酸或其衍生物、不飽和磺酸或其衍射物、乙烯基醚類、碳原子數2-30的a-烯烴等。
制造聚乙烯酯樹脂時所使用上述乙烯基酯，例如可列舉為：醋酸乙烯酯、甲酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、三甲基乙酸乙烯酯、叔碳酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯等。這種乙烯酯可以是上述其中的一種或兩種、或兩種以上的組合物，就本發明而言，優選醋酸乙烯酯。
按摩爾百分數計，上述可與乙烯基酯共聚合的單體的用量優選低于10％，更優選低于5％。
本發明所使用的聚乙烯醇系樹脂的平均醇解度通常為97mol％以上，特別優選99％以上，更進一步優選99.5％以上。當醇解度小于97％時，薄膜的光學膜性能和由該薄膜制得的偏光片的偏光度有不充分的傾向。所使用聚乙烯醇的聚合度優選1500-8000，更優選1700-3500，特別優選2000-3000，過低時，薄膜的力學強度有下降的趨勢，過高時，聚乙烯醇系樹脂的生產性下降。
這里，本說明書的“醇解度”，是以“gb12010.5-89規定”所記載的方法測定的，本說明書的“平均聚合物”是指以“gb12010.9規定”為基準所測定的。
本發明聚乙烯醇系制膜材料是由經上述乙烯基酯聚合、醇解、粉碎、壓榨或獲得的含水聚乙烯醇系樹脂再經過后處理(進一步醇解和水洗純化)而獲得。
采用上述聚乙烯醇系樹脂制備光學膜時，在制膜原液中混配增塑劑、表面活性劑、脫模劑和抗氧劑等助劑制造。
上述增塑劑在制備偏振片時可有效提高薄膜的延伸性能，通常為多羥基醇，可列舉為甘油、二甘油、三甘油等甘油類、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、聚丙二醇等亞烷基二醇類或聚亞烷基二醇類、三羥甲基丙烷等。這些增塑劑可單獨使用也可以組合兩種或兩種以上使用。為保證薄膜的延伸性本發明中優選甘油。
上述增塑劑的含量，相對于聚乙烯醇系樹脂100質量份，優選5-25質量份，進一步優選9-18質量份。當含量過少時，在制成偏光片時有延伸性下降的傾向，過多時，獲得的聚乙烯醇系光學膜的穩定性有下降的趨勢。
通常，表面活性劑有抑制薄膜卷曲時粘連作用，例如可單獨使用陰離子表面活性劑或單獨使用非離子表面活性劑，也可組合使用。
所述表面活性劑可列舉為：月桂酸鉀等羧酸型、辛基水楊酸酯等硫酸酯型、十二烷基苯磺酸酯等磺酸類，還可列舉為聚氧化乙烯油醚等烷醚型、聚氧化乙烯辛基苯醚等烷基苯醚型、聚氧黃乙烯月桂酸等烷酯型、聚氧化乙烯聚氧化丙烯等的聚丙二醇醚型、油酸二乙醇酰胺等的鏈烷醇酰胺型、聚氧化亞烷基烯丙基苯醚型等。
所述表面活性劑的含量，相對于聚乙烯醇系樹脂100質量份，優選0.001-1質量份，更優選0.005-0.1質量份。過低時難以起到抗粘連的作用和染料的分散作用，過多時薄膜的透明性下降。
另外，上述制膜時為提高薄膜的抗黃變和儲存穩定性通常采用抗氧劑，抗氧劑可以是酚系抗氧劑等任意的抗氧劑，2,6-二叔丁基對甲酚、2,2-亞甲基雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、四[3-(3,5-二叔丁基-4羥苯基)丙酸]季戊醇酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯、亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯等，優選為后兩種或后三種的組合物。用量為聚乙烯醇系樹脂的5-50ppm。
實施例1
本實施例公開了一種聚乙烯醇光學膜，采用聚乙烯醇、增塑劑、水、抗氧劑及表面活性劑制備，沿薄膜的長度方向，薄膜寬度邊緣切斷部的切斷面的粗糙部分所形成的角度為170-180°；如圖1所示，光學膜切斷面的表面形貌，其起伏高度為20μm。本實施例采用滾刀切斷并在滾刀上涂有甘油。
本發明還提供了上述聚乙烯醇光學膜的制備方法，采用流延成膜法制備聚乙烯醇光學膜，包括以下制備步驟：
(1)將經過純化洗滌的聚乙烯醇原料在雙螺桿擠出機中與增塑劑、水、抗氧劑及表面活性劑混合、脫泡；雙螺桿擠出機的工作條件為溫度65-115℃，螺桿轉速25-85rpm。
(2)經t型模頭擠出至流延輥上初步干燥，當水含量約為26％時，從流延輥的輥面上剝離；流延輥的溫度為70-95℃。
在80-95℃條件下，將聚乙烯醇原料與增塑劑、水、抗氧劑及表面活性劑形成的制膜溶液流延在流延輥上制膜。
(3)在多根干燥輥上進一步脫出水分，隨后進入氣浮式烘箱中繼續干燥；干燥輥的溫度為80-95℃，多根干燥輥沿薄膜的傳送方向的轉速遞增，相鄰干燥輥的速度差小于或等于5％。
(4)牽引收卷和包裝。
實施例2
本實施例與實施例1的區別之處在于：沿薄膜的長度方向，薄膜寬度邊緣切斷部的切斷面的粗糙部分所形成的角度為90-95°；薄膜切斷面的表面形貌，其起伏高度約為35μm；當水含量約為32％時，從流延輥的輥面上剝離。
實施例3
本實施例與實施例1的區別之處在于：沿薄膜的長度方向，薄膜寬度邊緣切斷部的切斷面的粗糙部分所形成的角度為95-100°；薄膜切斷面的表面形貌，其起伏高度為95μm；當水含量約為32％時，從流延輥的輥面上剝離。
實施例4
本實施例與實施例1的區別之處在于：沿薄膜的長度方向，薄膜寬度邊緣切斷部的切斷面的粗糙部分所形成的角度為105-110°；薄膜切斷面的表面形貌，其起伏高度為55μm；當水含量約為32％時，從流延輥的輥面上剝離。
實施例5
本實施例與實施例1的區別之處在于：沿薄膜的長度方向，薄膜寬度邊緣切斷部的切斷面的粗糙部分所形成的角度為115-120°；薄膜切斷面的表面形貌，其起伏高度為65μm；當水含量約為32％時，從流延輥的輥面上剝離。。
實施例6
本實施例與實施例1的區別之處在于：沿薄膜的長度方向，薄膜寬度邊緣切斷部的切斷面的粗糙部分所形成的角度為125-130°；薄膜切斷面的表面形貌，其起伏高度為75μm；當水含量約為32％時，從流延輥的輥面上剝離。
實施例7
本實施例與實施例1的區別之處在于：沿薄膜的長度方向，薄膜寬度邊緣切斷部的切斷面的粗糙部分所形成的角度為135-140°。薄膜切斷面的表面形貌，其起伏高度為85μm；當水含量約為32％時，從流延輥的輥面上剝離。
實施例8
本實施例與實施例1的區別之處在于：沿薄膜的長度方向，薄膜寬度邊緣切斷部的切斷面的粗糙部分所形成的角度為145-150°。薄膜切斷面的表面形貌，其起伏高度為95μm；當水含量約為32％時，從流延輥的輥面上剝離。
實施例9
本實施例與實施例1的區別之處在于：沿薄膜的長度方向，薄膜寬度邊緣切斷部的切斷面的粗糙部分所形成的角度為155-160°。薄膜切斷面的表面形貌，其起伏高度為45μm；當水含量約為32％時，從流延輥的輥面上剝離。
實施例10
本實施例與實施例1的區別之處在于：沿薄膜的長度方向，薄膜寬度邊緣切斷部的切斷面的粗糙部分所形成的角度為165-170°。光學膜切斷面的表面形貌，其起伏高度為30μm；當水含量約為32％時，從流延輥的輥面上剝離。
實施例11
本實施例與實施例1的區別之處在于：沿薄膜的長度方向，薄膜寬度邊緣切斷部的切斷面的粗糙部分所形成的角度為179-180°。薄膜切斷面的表面形貌，其起伏高度為15μm；當水含量約為32％時，從流延輥的輥面上剝離。
實施例12
本實施例與實施例1的區別之處在于：光學膜切斷面的表面形貌，其起伏高度約為45μm；當水含量約為32％時，從流延輥的輥面上剝離。薄學膜切斷面的表面形貌，其起伏高度為85μm；當水含量約為32％時，從流延輥的輥面上剝離。
對比例1
本實施例與實施例1的區別之處在于：沿薄膜的長度方向，薄膜寬度邊緣切斷部的切斷面的粗糙部分所形成的角度為85-90°。
對比例2
本實施例與實施例1的區別之處在于：取消氣浮式烘箱干燥階段。
對比例3
本實施例與實施例1的區別之處在于：經t型模頭擠出至流延輥上初步干燥，當水含量約為38％時，從流延輥的輥面上剝離。
對比例4
本實施例與實施例1的區別之處在于：光學膜切斷面的表面形貌，其起伏高度約為105μm。
對比例5
本實施例與實施例1的區別之處在于：光學膜切斷面的表面形貌，其起伏高度約為115μm。
分別檢測以上實施例1-12，對比例1-3對應聚乙烯醇光學膜的斷裂拉伸率，得到表1中的結果，其中，光學膜的斷裂伸長率數值越大，表明高倍拉伸性能好，薄膜的斷裂伸長率數值越小，表明高倍拉伸性能越差。
表1
通過表1可以發現，實施例1-12中，制備的光學膜的斷裂伸長率都在576％及以上；但是，對比例1-5中的光學膜的斷裂伸長率分別是480％、538％、519％、557％、531％，斷裂伸長率明顯較低，高倍拉伸性能明顯較差。
實施例1和對比例1相比，主要區別在于沿薄膜的長度方向，薄膜寬度邊緣切斷部的切斷面的粗糙部分所形成的角度范圍不同，對比例中對應的角度范圍是85-90°，從而可以看出，沿薄膜的長度方向，薄膜寬度邊緣切斷部的切斷面的粗糙部分所形成的角度范圍會對光學膜的高倍拉伸性能有明顯影響，本發明要求沿薄膜的長度方向，薄膜寬度邊緣切斷部的切斷面的粗糙部分所形成的角度為鈍角。
實施例1和對比例2相比，主要區別在于對比例2中未使用氣浮式烘箱，從而可以看出，采用氣浮式烘箱對光學膜的高倍拉伸性能有明顯影響。
實施例1和對比例3相比，主要區別在于薄膜從流延輥上剝離時水含量范圍不同，從而可以看出，薄膜從流延輥上剝離時水含量會較大程度影響最后制備得到的聚乙烯醇光學膜的高倍拉伸性能。本發明要求光學膜從流延輥上剝離時水含量小于35％。
實施例3與對比例4、對比例5相比，主要區別在于光學膜切斷面的起伏高度不同，而實施例3得到的聚乙烯醇光學膜的斷裂伸長率明顯較高，高倍拉伸性能明顯較好，從而可以看出，光學膜切斷面的起伏高度會對最后制備得到的光學膜的高倍拉伸性能有明顯影響，本發明要求光學膜切斷面的起伏高度小于或等于100μm，優選小于或等于30μm。
以上所述的僅是本發明的實施例，方案中公知的特性等常識在此未作過多描述。應當指出，對于本領域的技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以作出若干變形和改進，這些也應該視為本發明的保護范圍，這些都不會影響本發明實施的效果和專利的實用性。本申請要求的保護范圍應當以其權利要求的內容為準，說明書中的具體實施方式等記載可以用于解釋權利要求的內容。