本发明涉及一种高分子化合物的组合物，具体涉及一种聚乙烯醇系光学膜及其制备方法。
背景技术：
液晶显示器(lcd)以其轻薄、低功耗、无辐射、影像稳定、易大面积显示等优点逐步取代了传统的阴极射线显像管(crt)，成为信息时代终端显示器的主流产品。偏光片是液晶显示器的核心组件，具有透光和遮光功能。随着lcd应用领域从最初的计算器、检测仪表、各种偏振显微镜、太阳镜、防眩护目镜、汽车头灯防眩目装置等小型仪器发展到目前的手机、平板、电脑、液晶电视、液晶彩色投影仪、液晶监视器、摄像机、车载导航系统等，应用范围不断扩大，特别是随着液晶监测器、液晶电视等大尺寸化发展，要求光学性能优良的偏光片。
偏光片公知的制造工艺为：将收卷为卷状的pva膜牵引出并进行水洗、膨润、用碘或二色性染料染色、单轴拉伸(或单轴拉伸再染色)、再用硼化合物进行固色处理来制造偏振光薄膜，最后在该偏振光薄膜的单面或双面贴合三醋酸纤维素或醋酸·丁酸纤维素等保护膜而制得。
目前，作为提高偏光片的光学性能的方法，提出了将作为原料的pva的结构进行改良的方法、控制pva膜物性的方法、研究偏光片的制造的方法等各种有助于lcd对比度的提高。
例如专利文献cn102257044a，记载了一种聚乙烯醇膜包含聚合度在一定范围内的聚乙烯醇，溶胀度为200-240％、宽度方向的中央部位的延迟度为某一特定范围，该方法有利于提高偏光片的偏光性能，但聚合度5000以上的聚乙烯醇的生产性下降。
以提高液晶显示器的画面亮度为目的，通常是采用进一步减薄偏振光薄膜的厚度或减弱染色程度等方法来提高偏振光薄膜和偏振片的光透过率。但由此以来偏光膜生产的连续性下降，同时大尺寸化液晶显示器的对比度和清晰度不能保证。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供聚乙烯醇系光学膜及其制备方法。本发明的光学膜在400-1000nm的波长范围内，光学膜具有优良的光学透过性，而且采用该光学膜制作的偏振片加工成的液晶显示器具有高对比度，清晰度高。
为达到上述目的，本发明的基础方案如下：
聚乙烯醇系光学膜，制备原料包含聚乙烯醇、增塑剂、表面活性剂和抗氧剂，制备得到的光学膜上任意区域的膜片，在400-1000nm的波长范围测试光学膜的光学透过率，光学透过率为90±3％。
本方案具有如下优点：发明人在实验和使用中发现，当光学膜上任意区域的膜片，在400-1000nm的波长范围内，光学膜的光学透过率为90±3％时，而且能够使得采用该光学膜制作的偏振片具有高对比度，清晰度高。
进一步地，所述光学膜的光学透过率90±1％。光学膜的光学透过率在上述范围内时，采用该光学膜制作的偏振片的对比度和清晰度均最佳。
进一步地，所用原料聚乙烯醇的聚合度为1500～8000，醇解度大于97mol％。采用上述聚合度范围内的聚乙烯醇原料能使薄膜的强度满足使用需求，拉伸性能高，而醇解度在上述范围内则能保证光学性能和偏光度优良。
进一步地，所述聚乙烯醇的聚合度为1700～3000，醇解度为99-100mol％。聚乙烯醇的聚合度和醇解度在上述范围内时，强度满足要求，而且便于拉伸，生产的连续性好。
进一步地，所用原料增塑剂纯度≥99.5％。增塑剂的纯度满足上述要求时，能提高薄膜的光学性能，减少薄膜的晶点产生。
本发明还提供聚乙烯醇系光学膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将经过再醇解和洗涤纯化的聚乙烯醇原料在螺杆挤出机中与增塑剂、水、表面活性剂、表面活性剂和抗氧剂充分混合、塑化、脱泡获得均匀的制膜材料；
(2)制膜材料经t型模头挤出至流延辊上初步干燥；
(3)当薄膜水分率达到一定比率时从流延辊上剥离，在后续的多组偶数根干燥辊上脱除水分，并随后进入气浮式烘箱中继续干燥，并调整薄膜含湿率；
(4)牵引收卷和包装。
采用本发明的制备方法具有如下优点：聚乙烯醇系光学膜在气浮式烘箱中干燥时，由均匀分布的热空气流导轨，薄膜能均匀悬浮于烘箱中，不与任何表面接触，保证薄膜上下面无任何划痕，具有优良的表面洁净度，薄膜基本上不会受到不均匀张力的影响，在气浮式烘箱干燥过程中，还能实现薄膜光学均匀性的调整，这样就能确保薄膜的光学均匀性。
进一步地，在所述气浮式烘箱出口一侧1.5-5m处，设有湿度回调喷嘴。在气浮式烘箱出口一侧设计有湿度回调喷嘴，这样就能对光学膜进行湿度微调，这样就很好的解决了薄膜在在干燥辊上因上下面先后与干燥辊直接接触而与心层之间存在干燥不均的问题，同时能有效防止因为温度波动等因素对光学膜均匀性带来的影响，更进一步确保光学膜的光学均匀性。
进一步地，所述气浮式烘箱内的风速为5-30m/sec。申请人在试验中发现，气浮式烘箱内的风速控制在上述范围内时，能有效控制光学膜的均匀性。
进一步地，在气浮式烘箱内的湿度回调区域控制氛围湿度为65±10％。申请人在试验中发现，气浮式烘箱内湿度控制在上述范围内时，能够保证薄膜的光学均匀性和稳定性。
进一步地，所述光学膜任意区域的含湿量均达到2-5％。申请人在试验中发现，光学膜含湿量均匀性控制在上述范围内时，光学膜在后续工序不会发生形变，从而保证光学膜的光学性能的稳定性。
具体实施方式
下面对原料选用进行了说明，并以实施例1为例详细说明聚乙烯醇系光学膜及其制备方法，其他实施例仅示出与实施例1的区别之处，其他未示出的与实施例1相同。
本发明聚乙烯醇系光学膜是对含有经后处理(再醇解和洗涤纯化)的聚乙烯醇树脂的制膜材料进行制膜而成的聚乙烯醇系光学膜，其任意区域上的膜片，在400-1000nm的波长范围测试薄膜的光学透过率，光学透过率为90±3％，其光学透过性优良。
光学膜的光学透过率采用紫外可见红外分光光度仪(uv-3700)在400-1000nm的波长范围内测定。
上述所述聚乙烯醇系光学膜是使用含有经后处理(再醇解和水洗纯化)的聚乙烯醇系树脂制膜材料进行流延制膜而成的。
作为聚乙烯醇系树脂，通常使用未改性聚乙烯醇系树脂或改性聚乙烯醇系树脂，即，将乙烯基酯经过溶液聚合或乙烯基酯与其他改性单体进行溶液共聚合获得的聚乙烯酯树脂经过醇解、粉碎、压榨获得聚乙烯醇系树脂。作为可与乙烯基酯共聚合的成分，例如可列举为不饱和的羧酸或其衍生物、不饱和磺酸或其衍射物、乙烯基醚类、碳原子数2-30的a-烯烃等。
制造聚乙烯酯树脂时所使用上述乙烯基酯，例如可列举为：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。这种乙烯酯可以是上述其中的一种或两种、或两种以上的组合物，就本发明而言，优选醋酸乙烯酯。
此外，可与该乙烯基酯共聚合的单体，例如可列举为：乙烯、丙烯、1-丁烯、异丁烯等碳原子数为2-30的烯烃类；丙烯酸及其盐、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸十二烷酯、丙烯酸十八烷酯等丙烯酸类(例如丙烯酸-c1-18烷酯)；甲基丙烯酸及其盐、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸十二烷酯、甲基丙烯酸十八烷酯等甲基丙烯酸酯类(例如甲基丙烯酸-c1-18烷酯)；丙烯酰胺、n-甲基丙烯酰胺、n-乙基丙烯酰胺、n、n-二甲基丙烯酰胺、二丙酮丙烯酰胺、丙烯酰胺丙烷磺酸及其盐、丙烯酰胺丙基二甲胺及其盐、n-羟甲基丙烯酰胺及其衍生物等丙烯酰胺衍生物；甲基丙烯酰胺、n-甲基丙烯酰胺、n-甲基甲基丙烯酰胺、n-乙基甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺丙烷磺酸及其盐、甲基丙烯酰胺丙基二甲胺及其盐、n-羟甲基甲基丙烯酰胺及其衍生物等甲基丙烯酰胺衍生物、n-乙烯基甲酰胺、n-乙烯基乙酰胺、n-乙烯基吡咯烷酮等的n-乙烯基酰胺类；甲基乙烯醚、乙基乙烯醚、正丙基乙烯醚、异丙基乙烯醚、正丁基乙烯醚、异丁基乙烯醚、叔丁基乙烯醚、十二烷基乙烯醚、硬脂基乙烯醚等乙烯醚类；丙烯腈、甲基丙烯腈等腈类；氯化乙烯基、氯化次乙烯基、氟化乙烯基、氟化次乙烯基等卤化乙烯基类；醋酸烯丙基、氯化烯丙基等烯丙基化合物；马来酸、衣康酸等不饱和羧酸及其盐或其酯等衍生物；乙烯基三甲氧基硅烷等乙烯基甲硅烷基化合物；醋酸异丙酯；上述共聚合单体优选a-烯烃，特别优选乙烯。
按摩尔百分数计，上述可与乙烯基酯共聚合的单体的用量优选低于10％，更优选低于5％。
本发明所使用的聚乙烯醇系树脂的平均醇解度通常为97mol％以上，特别优选99％以上，更进一步优选99.5％以上。当醇解度小于97％时，薄膜的光学膜性能和由该薄膜制得的偏光片的偏光度有不充分的倾向。所使用聚乙烯醇的聚合度优选1500-8000，更优选1700-3500，特别优选2000-3000，过低时，薄膜的力学强度有下降的趋势，过高时，聚乙烯醇系树脂的生产性下降。
这里，本说明书的“醇解度”，是以“gb12010.5-89规定”所记载的方法测定的，本说明书的“平均聚合物”是指以“gb12010.9规定”为基准所测定的。
本发明聚乙烯醇系制膜材料是由经上述乙烯基酯聚合、醇解、粉碎、压榨或获得的含水聚乙烯醇系树脂再经过后处理(进一步醇解和水洗纯化)而获得。
采用上述完全醇解型的纯化聚乙烯醇系树脂制备光学膜时，在制膜原液中混配增塑剂、表面活性剂和抗氧剂等助剂制造。
上述增塑剂在制备偏振片时可有效提高薄膜的延伸性能，通常为多羟基醇，可列举为甘油、二甘油、三甘油等甘油类、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、聚丙二醇等亚烷基二醇类或聚亚烷基二醇类、三羟甲基丙烷等。这些增塑剂可单独使用也可以组合两种或两种以上使用。为保证薄膜的延伸性本发明中优选甘油。
上述增塑剂的含量，相对于聚乙烯醇系树脂100质量份，优选5-25质量份，进一步优选9-18质量份。当含量过少时，在制成偏光片时有延伸性下降的倾向，过多时，获得的聚乙烯醇系光学膜的稳定性有下降的趋势。
通常，表面活性剂有抑制薄膜卷曲时粘连作用，例如可单独使用阴离子表面活性剂或单独使用非离子表面活性剂，也可组合使用。
所述表面活性剂可列举为：月桂酸钾等羧酸型、辛基水杨酸酯等硫酸酯型、十二烷基苯磺酸酯等磺酸类，还可列举为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、聚氧黄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链烷醇酰胺型、聚氧化亚烷基烯丙基苯醚型等。
所述表面活性剂的含量，相对于聚乙烯醇系树脂100质量份，优选0.001-1质量份，更优选0.005-0.1质量份。过低时难以起到抗粘连的作用和染料的分散作用，过多时薄膜的透明性下降。
另外，上述制膜时为提高薄膜的抗黄变和储存稳定性通常采用抗氧剂，抗氧剂可以是酚系抗氧剂等任意的抗氧剂，2,6-二叔丁基对甲酚、2,2-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、四[3-(3,5-二叔丁基-4羟苯基)丙酸]季戊醇酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯等，优选为后两种或后三种的组合物。用量为聚乙烯醇系树脂的5-50ppm。
实施例1
本实施了公开了一种聚乙烯醇系光学膜，制备原料按质量份数计，包含以下成分：聚乙烯醇25-33％、增塑剂9-18％、表面活性剂和抗氧剂1％以下，聚乙烯醇的聚合度为1500～3000，醇解度为97-100mol％；增塑剂为多羟基化合物，优选为甘油，纯度≥99.5％，抗氧剂选用1010/168为1:1的组合物；光学膜上任意区域的膜片，在400-1000nm的波长范围测试光学膜的光学透过率，光学透过率为91％，其光学透过性优良。
本发明还提供制备上述聚乙烯醇系光学膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将经过后处理(再醇解和洗涤纯化)的聚乙烯醇原料在螺杆挤出机中与水、增塑剂、表面活性剂和抗氧剂等助剂充分混合、塑化、脱泡获得均匀的制膜原液；
(2)制膜原液经t型模头挤出至流延辊上初步干燥；
(3)当薄膜的水分率达到21％左右时从流延辊上剥离，再在多根干燥辊上脱除水分，并随后进入气浮式烘箱中继续干燥，气浮式烘箱内的风速为20m/sec，在气浮式烘箱内控制光学膜湿度为67％，并控制光学膜任意区域的含湿量均达到2.8％；在所述气浮式烘箱出口一侧2m处，设有湿度回调喷嘴。气浮式烘箱分为预热干燥区、主干燥区和湿度回调区，预热干燥区、主干燥区和湿度回调区内均设有喷嘴，预热干燥区设置喷嘴的出风缝隙2-5mm,出风风速为5-10m/sec；主干燥区和湿度回调区处设置的喷嘴的出风缝隙为0.5-2mm,出风风速为10-30m/sec，气浮式烘箱按照上述设置时，能更好控制光学膜的均匀性。
(4)牵引收卷和包装。
实施例2
本实施例与实施例1的区别之处在于：
(1)气浮式烘箱内的风速为26m/sec，在气浮式烘箱内控制光学膜湿度为66％，并控制光学膜任意区域的含湿量均达到2.5％；在所述气浮式烘箱出口一侧2m处，设有湿度回调喷嘴。
(2)在400-1000nm的波长范围测试光学膜的光学透过率，光学透过率为90.5％，其光学透过性优良。
实施例3
本实施例与实施例1的区别之处在于：
(1)气浮式烘箱内的风速为14m/sec，在气浮式烘箱内控制光学膜湿度为59％，并控制光学膜的任意区域的含湿量均达到3.0％；在所述气浮式烘箱出口一侧3m处，设有湿度回调喷嘴。
(2)在400-1000nm的波长范围测试光学膜的光学透过率，光学透过率89.5％，其光学透过性优良。
实施例4
本实施例与实施例1的区别之处在于：
(1)气浮式烘箱内的送风量为23m/sec，在气浮式烘箱内控制光学膜湿度为73％，并控制光学膜的任意区域的含湿量均达到2.9％；在所述气浮式烘箱出口一侧3m处，设有湿度回调喷嘴。
(2)在400-1000nm的波长范围测试光学膜的光学透过率，光学透过率为92％。其光学透过性优良。
实施例5
本实施例与实施例1的区别之处在于：
(1)气浮式烘箱内的送风量为23m/sec，在气浮式烘箱内控制光学膜湿度为74％，并控制光学膜的任意区域的含湿量均达到3.6％；在所述气浮式烘箱出口一侧1.5m处，设有湿度回调喷嘴。
(2)在400-1000nm的波长范围测试光学膜的光学透过率，光学透过率为90％，其光学透过性优良。
实施例6
本实施例与实施例1的区别之处在于：
(1)气浮式烘箱内的送风量为6m/sec，在气浮式烘箱内控制光学膜湿度为59％，并控制光学膜的任意区域的含湿量均达到3.4％；在所述气浮式烘箱出口一侧1.5m处，设有湿度回调喷嘴。
(2)在400-1000nm的波长范围测试光学膜的光学透过率，光学透过率为89％，其光学透过性优良。
实施例7
本实施例与实施例1的区别之处在于：所用原料聚乙烯醇的聚合度为2000～3000，醇解度大于99.5mol％。在400-1000nm的波长范围测试光学膜的光学透过率，光学透过率为92％，其光学透过性优良。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的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，在不脱离本发明构思的前提下，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。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于：
(1)当薄膜的水分率达到21％左右时从流延辊上剥离，再在多根干燥辊上进行干燥脱除水分，当薄膜在干燥辊上干燥至水分率达到3.6％时直接收卷包装。
(2)在400-1000nm的波长范围测试光学膜的光学透过率，光学透过率为81％，其光学透过性差，易发粘。
对比例1与实施例1相比，主要区别在于对比例中的薄膜未通过气浮式烘箱进行干燥，生产的光学膜的光学透过性明显较差。从而可以看出，光学膜通过气浮式烘箱进行干燥，能有效改善光学的透过性。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于：
(1)气浮式烘箱内的送风量为20m/sec，在气浮式烘箱内控制光学膜湿度为88％，并控制光学膜任意区域的含湿量均达到2.8％；在所述气浮式烘箱出口一侧2m处，设有湿度回调喷嘴。
(2)在400-1000nm的波长范围测试光学膜的光学透过率，光学透过率为86％，其光学透过性差，表面欠光滑。
对比例3
本对比例与实施例1的区别在于：
(1)气浮式烘箱内的送风量为25m/sec，在气浮式烘箱内控制光学膜湿度为50％，并控制光学膜任意区域的含湿量均达到2.8％；在所述气浮式烘箱出口一侧2m处，设有湿度回调喷嘴。
(2)在400-1000nm的波长范围测试光学膜的光学透过率，光学透过率为86％，其光学透过性差，薄膜易翘曲。
对比例2、对比例3分别与实施例1相比，主要区别在于气浮式烘箱内控制光学膜湿度不同，对比例2中的气浮式烘箱内控制光学膜湿度较高(湿度为88％)，对比例3中的气浮式烘箱内控制光学膜湿度较高(湿度为50％)，但对比例2、对比例3中的光学透过性均相对较差。从而可以看出，气浮式烘箱内控制光学膜湿度过高或过低均会较大程度影响光学膜的光学透过性，本发明气浮式烘箱内的湿度回调区域控制氛围湿度为65±10％，优选65±5％，更优选65±2％。
对比例4
本对比例与实施例1的区别在于：
(1)气浮式烘箱内的送风量为20m/sec，在气浮式烘箱内控制光学膜湿度为67％，并控制光学膜任意位置的含湿量均达到6％；在所述气浮式烘箱出口一侧2m处，设有湿度回调喷嘴。
(2)在400-1000nm的波长范围测试光学膜的光学透过率，光学透过率为86％，其光学透过性差，薄膜易发粘。
对比例4与实施例1相比，主要区别在于对比例4中的光学膜含湿量较高(6％)，但对比例4中的光学透过性相对较差。从而可以看出，光学膜含湿量会较大程度影响光学膜的光学透过性，本发明控制光学膜任意位置的含湿量均达到2-5％内。
对比例5
本对比例与实施例1的区别在于：
(1)所用聚乙烯醇是经过常规生产方式生产，即醋酸乙烯经聚合、醇解、粉碎、压榨、干燥后直接用于制膜，制膜步骤同实施例1。
(2)在400-1000nm的波长范围测试光学膜的光学透过率，光学透过率为85％，其光学透过性差，薄膜晶点较多。
对比例5与实施例1相比，主要是生产方式不同，但对比例5中得到的光学膜的透过性较差，从而可以看出，本发明的制备方法能够制备得到光学透过性好的光学膜。
对比例6
本对比例与实施例1的区别在于：
控制光学膜上任意区域的膜片，在400-1000nm的波长范围测试光学膜的光学透过率，光学透过率为94％。
对比例7
本对比例与实施例1的区别在于：
控制光学膜上任意区域的膜片，在400-1000nm的波长范围测试光学膜的光学透过率，光学透过率为95％。
对比上述实施例1-7，由实施例1-7中的光学膜所加工成的液晶显示器的高清度明显高于对比例1-7中的。从而可以看出控制光学膜上任意区域的膜片，在400-1000nm的波长范围光学膜的光学透过率对高清度会造成影响，本发明控制光学膜上任意区域的膜片，在400-1000nm的波长范围光学膜的光学透过率在90±3％范围内，所得的光学膜能用于制备高清度的显示器。