CN101432638A - 塑料偏振透镜 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种塑料偏振透镜1，所述塑料偏振透镜1含有其中嵌入有偏振膜14的透镜基材2，其中，所述透镜基材通过经聚合组合物的聚合而固化获得，所述聚合组合物具有的折射率为1.60以上，包含硫代氨基甲酸乙酯聚合组合物或环硫基聚合组合物，所述偏振膜14如下获得：在偏振膜基材14A的两个表面上形成具有交替累积的Al₂O₃ ZrO₂五层结构的抗反射层14B，所述偏振膜基材14A通过弯曲碘偏振膜至规定的曲率，随后切割成圆形外形得到。根据所述构成，可以获得这样的塑料偏振透镜：其降低了嵌入在聚合组合物中的偏振膜表面的反射，并具有良好的偏振能力。

Description

塑料偏振透镜

技术领域

本发明涉及能够遮蔽具有一定偏振方向的光的塑料偏振透镜。

背景技术

偏振透镜遮蔽由水的表面等反射的具有一定偏振方向的光。偏振透镜广泛用于诸如墨镜和校准镜的透镜等目的。

已知偏振透镜包括通过粘结中间插有偏振膜的两个透镜而获得的塑料偏振透镜，以及在偏振膜周围注入原料单体，随后通过聚合固化以使偏振膜嵌入透镜内部而获得的塑料偏振透镜。其中，主要从包括耐水性和耐候性的耐久性的观点考虑时，透镜中嵌入了偏振膜的塑料偏振透镜近年来成为主流。

作为制造塑料偏振透镜的方法，例如在JP-A-61-213114中提出了下述方法。具有传递表面的第二刚性模具通过与具有使刚性模具交互安装至其中的步阶(step)的圆筒形弹性模具在所述步阶的下部交互安装而被固定。将膜部件(偏振膜)放置在步阶的上部，其上进一步放置环形隔离物。在所述隔离物上在放置具有传递表面的第一刚性模具并使其固定在所述隔离物上，然后将树脂单体注入空间中，随后通过聚合固化。

例如，在JP-A-2005-234153中还提出了下述方法。将由包含金属化合物和硼酸的聚乙烯醇树脂形成的染料偏振膜嵌入或堆积于硫代氨基甲酸乙酯聚合组合物(聚合组合物是指能够聚合的组合物)中，将所述聚合组合物固化以获得塑料偏振透镜。

不过，透镜内部嵌有偏振膜的塑料偏振透镜在通过加热聚合而固化聚合组合物(包括前述的树脂单体)时会遭受与加热和聚合收缩有关的偏振膜的畸变。术语“畸变”此处是指偏振膜变形的状态。

畸变的结果是产生外观问题，即偏振膜的表面在反射时被视为变形的。在聚合组合物通过聚合固化而提供具有较高的1.60以上的折射率的透镜基材的情况中，特别是，因折射率与偏振膜的折射率差异较大而在反射时偏振膜的表面容易被看到，这会带来偏振膜表面的变形变得显著的问题。通过粘结中间插有偏振膜的两个透镜而构成的偏振透镜也会由于与偏振膜的折射率的较大差异而遭受偏振膜表面上的反射变得明显的问题，尽管其发生较小的变形。通常，市售的偏振膜具有的折射率约为1.47～1.50。

图3是显示常规塑料偏振透镜的偏振膜表面上的反射的一个例子的照片，其中可以明显地看到偏振膜表面上的荧光灯泡的波浪形的反射图像。图3所示的照片是在暗箱中塑料偏振透镜的凹表面上得到的荧光灯泡的反射图像，所述塑料偏振透镜具有嵌入在折射率为1.67的聚合组合物中的折射率为1.47的偏振膜。

本发明的一个目的是提供具有优异外观的塑料偏振透镜，所述塑料偏振透镜能够抑制嵌入于聚合组合物中或粘结于聚合组合物上的偏振膜表面上的反射。

发明内容

为达到本发明的上述和其他目的，本发明在一个实施方式中涉及一种塑料偏振透镜，所述塑料偏振透镜含有一对彼此相对布置的包含通过聚合而固化的聚合组合物的塑料基材，和介于所述塑料基材之间的偏振膜，所述塑料基材具有的折射率为1.60以上，所述偏振膜在与所述塑料基材接触的表面的至少一个表面上具有抗反射层。

根据所述实施方式，嵌入或粘结于折射率为1.60以上的聚合组合物上的偏振膜在与所述塑料基材接触的表面的至少一个表面上具有抗反射层，所述抗反射层的功能是抑制塑料基材(透镜基材)与偏振膜之间的反射，由此得到具有优异外观的塑料偏振透镜，即使聚合组合物具有较高的折射率，以及偏振膜由于固化聚合组合物时的热或收缩所致而发生变形，也能够抑制嵌入聚合组合物中的偏振膜表面上的反射。

在本发明的塑料偏振透镜的优选实施方式中，所述抗反射层是无机抗反射层。

根据该实施方式，在与所述塑料基材接触的偏振膜的表面的至少一个表面上形成的抗反射层是无机抗反射层，由此易于获得具有多层结构的抗反射层，并可以得到适合于塑料基材的折射率的最佳膜构成。因此，即使在偏振膜由于固化聚合组合物时的热或收缩所致而发生变形的情况中，也能够抑制嵌入聚合组合物中的偏振膜表面上的反射，从而提供具有优异外观的塑料偏振透镜。

在本发明的塑料偏振透镜的另一个优选实施方式中，所述抗反射层是有机抗反射层。而且优选的是所述有机抗反射层是包含含有有机硅化合物和无机氧化物微粒的组合物的单层膜。

根据该实施方式，在与所述塑料基材接触的偏振膜的表面的至少一个表面上形成的抗反射层是有机抗反射层，由此可通过湿法，例如浸渍法和旋压法而使抗反射膜方便地形成为涂层，不需要任何大尺寸的设备，如真空设备。在使用包含有机硅化合物和无机氧化物微粒的组合物形成有机抗反射层的情况中，即使只用单层膜也可以将其折射率控制在很宽的范围内，因而可以优化以适合于塑料基材的折射率。因此，即使在偏振膜由于固化聚合组合物时的热或收缩所致而发生变形的情况中，也能够抑制嵌入聚合组合物中的偏振膜表面上的反射，从而提供具有优异外观的塑料偏振透镜。

在本发明的塑料偏振透镜的又一个优选实施方式中，所述聚合组合物是包含在一个分子中具有至少两个巯基的化合物和在一个分子中具有至少两个异(硫代)氰酸酯基的化合物的硫代氨基甲酸乙酯聚合组合物。

根据该实施方式，所述聚合组合物是硫代氨基甲酸乙酯聚合组合物，由此固化后的透镜基材可具有约为1.60～1.70的较高的折射率。此外，由于嵌入或粘结于聚合组合物的偏振膜在与所述聚合组合物接触的表面的至少一个表面上具有适合于所述聚合组合物的抗反射层，所以可以抑制偏振膜表面上的反射。因而，偏振膜的变形即使发生也可以被防止变得明显。从而，可以得到这样的塑料偏振透镜，它能够抑制偏振膜表面上的反射、具有优异的外观、具有较小的透镜厚度并可以减轻重量。

在本发明的塑料偏振透镜的又一个优选实施方式中，所述聚合组合物是包含在一个分子中具有至少两个环硫基(thioepoxy)的化合物的环硫基聚合组合物。

根据该实施方式，所述聚合组合物是环硫基聚合组合物，由此固化后的透镜基材可具有约为1.70～1.76的较高的折射率。此外，由于嵌入或粘结于聚合组合物的偏振膜在与所述聚合组合物接触的表面的至少一个表面上具有适合于所述聚合组合物的抗反射层，所以可以抑制偏振膜表面上的反射。因而，偏振膜的变形即使发生也可以被防止变得明显。从而，可以得到这样的塑料偏振透镜，它能够抑制偏振膜表面上的反射、具有优异的外观、具有较小的透镜厚度并可以减轻重量。

附图说明

图1是用于成型透镜的透镜模具的横截面示意图。

图2是由此成型的塑料偏振透镜的横截面示意图。

图3是显示常规塑料偏振透镜的偏振膜表面上的反射的一个例子的照片。

具体实施方式

下面将描述本发明的实施方式。

现在描述用于制造塑料偏振透镜的方法。用于制造本发明的塑料偏振透镜的方法可以是任何将偏振膜嵌入聚合组合物中的已知方法。在该实施方式中，描述了这样一个例子：将偏振膜嵌入折射率为1.60以上的聚合组合物中，然后固化聚合组合物以制造塑料偏振透镜。

图1是用于成型塑料偏振透镜的透镜模具的横截面示意图。图2是由此成型的塑料偏振透镜的横截面示意图。

图1中，用于成型塑料偏振透镜的透镜成形模具10具有一对透镜模具11和12、衬垫13、偏振膜14、定位环15和夹具16。

一对透镜模具11和12各自为基本上为盘(discotic)状的部件。透镜模具11在其内表面上具有朝向透镜模具12的凹表面11A。透镜模具11是用于形成透镜的凸表面的模具。透镜模具12具有在其内表面上朝向透镜模具11的凸表面12A。透镜模具12是用于形成透镜的凹表面的模具。

衬垫13由合成橡胶、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等形成，基本上为圆筒形。在基本上为圆筒形的一个开口处，设置将交互安装透镜模具11的步阶13A。在基本上为圆筒形的另一个开口处，设置将交互安装透镜模具12的步阶13B。在步阶13A与步阶13B之间的侧壁的内表面13C上，设置有底座13D，在底座13D上放置后面描述的偏振膜14的外缘，并放置定位环15。

步阶13A设置在这样的位置以使交互安装在步阶13A的透镜模具11的凹表面11A和放置在底座13D上的偏振膜14之间形成一定间隔。步阶13B形成在这样的位置以使交互安装于步阶13B的透镜模具12的凸表面12A和交互安装与步阶13A的透镜模具11的凹表面11A之间形成一定间隔。

在步阶13A和步阶13B之间的衬垫13的侧壁上形成用于注入聚合组合物的注入孔(图中未示出)。内壁13C是形成塑料偏振透镜的外部形状的区域，其通过聚合而固化注入到透镜成形模具10中的聚合组合物而稍后形成，具有的内径为约70mm。

偏振膜14包括在其两个表面(既在凹表面侧又在凸表面侧)上均具有抗反射层14B的偏振膜基材14A。偏振膜基材14A是通过压制成型、真空成型等弯曲市售的碘偏振膜至具有一定的曲率，然后将所述膜切割成圆形而得到的膜状基材。偏振膜基材14A优选具有的厚度为约10μm～500μm。在厚度小于10μm的情况中，薄膜由于刚性较小而倾向于难以处理。在厚度超过500μm的情况中，弯曲所述薄膜时倾向于难以获得预定的曲率。

用作偏振膜基材14A的碘偏振膜是以如下方式获得的膜基材：使浸渍有碘的聚乙烯醇(PVA)形成薄膜，然后单轴拉伸，并在所述薄膜的两个表面上堆积三乙酰基纤维素(TAC)作为保护层。也可以使用通过使用二色性染料代替碘而得到的偏振膜。还可以使用通过使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)作为基材代替PVA而得到的偏振膜。在该情况中，存在可以省略TAC保护层的许多情况。偏振膜基材14A通常具有约1.47～1.50的折射率。

弯曲偏振膜基材14A时，加热偏振膜基材14A以便弯曲。加热温度优选为50℃～200℃，更优选为80℃～150℃。

通过弯曲薄膜得到的曲率基本上等于透镜模具11的凹表面11A的曲率，所述薄膜基本上沿着透镜模具11的凹表面11A形成。圆形的偏振膜基材14A的外部形状可使得其外径值大于将被制造的透镜的外径(约70mm)，并且所述薄膜的外缘可以放置在衬垫13的底座13D上。

在偏振膜基材14A的两个表面上形成抗反射层14B。在于偏振膜基材上形成抗反射层的状态下可市售得到一些相当于偏振膜基材14A的产品。不过，市售产品的抗反射层被设计用于减少空气(折射率为1.00)与偏振膜之间的反射。另一方面，该实施方式的偏振膜14意图减少嵌入作为折射率为1.60以上的塑料基材的透镜基材(已经通过聚合而固化的聚合组合物)的偏振膜14的表面上的反射，因此，必须在透镜基材和偏振膜14之间设计抗反射层14B。

例如，作为抗反射层14B的设计的一个例子，也就是，抗反射层A、B、C和D如下所示。

抗反射层A、B、C和D通过在偏振膜上以单层或多层结构形成具有恒定折射率的薄膜而制得。形成抗反射层的方法不受限制，可以是任何方法。所述方法的例子包括诸如真空沉积法、溅射法、离子镀法和化学气相沉积(CVD)法等干法，和湿法。其中，真空沉积法优选用于形成抗反射层A、B和C。湿法优选用于形成抗反射层D。

抗反射层A

在折射率为1.67的透镜基材(已经通过聚合而固化的聚合组合物)和折射率为1.47的偏振膜之间形成抗反射层A。抗反射层A具有包含交替堆积的折射率为1.63的Al₂O₃和折射率为1.99的ZrO₂的多个层的多层结构。

设计用于中心波长λ为510nm的抗反射层A的膜结构包含从偏振膜基材14A表面起依次的下述五层。

第一层：光学厚度为0.25λ的Al₂O₃层

第二层：光学厚度为0.55λ的ZrO₂层

第三层：光学厚度为0.10λ的Al₂O₃层

第四层：光学厚度为0.07λ的ZrO₂层

第五层：光学厚度为0.11λ的Al₂O₃层

各层的物理厚度为第一层76.6nm，第二层140.6nm，第三层32.1nm，第四层17.9nm，第五层35.2nm。

抗反射层B

在折射率为1.67的透镜基材(已经通过聚合而固化的聚合组合物)和折射率为1.47的偏振膜之间形成抗反射层B。抗反射层B具有包含交互堆积的折射率为1.63的Al₂O₃层和折射率为1.99的ZrO₂层的两层结构。

设计用于中心波长λ为650nm的抗反射层B的膜结构包含光学厚度为0.25λ的Al₂O₃第一层和光学厚度为0.03λ的ZrO₂第二层。各层的物理厚度为第一层100.5nm，第二层9.9nm。

抗反射层C

在折射率为1.74的透镜基材(已经通过聚合而固化的聚合组合物)和折射率为1.47的偏振膜之间形成抗反射层C。抗反射层C具有包含交替堆积的折射率为1.63的Al₂O₃和折射率为1.99的ZrO₂的多个层的多层结构。

设计用于中心波长λ为510nm的抗反射层C的膜结构包含从偏振膜基材14A表面起依次的下述五层。

第一层：光学厚度为0.25λ的Al₂O₃层

第二层：光学厚度为0.55λ的ZrO₂层

第三层：光学厚度为0.10λ的Al₂O₃层

第四层：光学厚度为0.09λ的ZrO₂层

第五层：光学厚度为0.11λ的Al₂O₃层

各层的物理厚度为第一层76.6nm，第二层140.6nm，第三层31.3nm，第四层22.4nm，第五层35.2nm。

抗反射层D

在折射率为1.67的透镜基材(已经通过聚合而固化的聚合组合物)和折射率为1.47的偏振膜基材14A之间形成抗反射层D。抗反射层D包含含有有机硅化合物和无机氧化物微粒的折射率为1.57的单层。

经设计用于中心波长λ为510nm的抗反射层D的膜结构在偏振膜基材14A的表面上形成为单层，其折射率为1.57，光学厚度为0.25λ。通过将包含有机硅化合物和无机氧化物微粒的涂布组合物涂布在偏振膜的表面上形成折射率为1.57的单层。

有机硅化合物的优选例包括由下述通式(1)表示的化合物：

R¹R² _nSiX¹ _3-n  (1)

在通式(1)中，R¹表示具有聚合性反应基团的有机基团。聚合性反应基团的具体实例包括乙烯基、烯丙基、丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、环氧基、巯基、氰基和氨基。

R²表示碳原子数为1～6的烃基。R²的具体实例包括甲基、乙基、丁基、乙烯基和苯基。X¹表示能够水解的官能团(水解性基团)。水解性基团的具体实例包括诸如甲氧基、乙氧基和甲氧乙氧基等烷氧基，诸如氯基和溴基等卤素基团，以及酰氧基。数字n为0或1。

由通式(1)表示的有机硅化合物的具体实例包括乙烯基三烷氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三(β-甲氧基-乙氧基)硅烷、烯丙基三烷氧基硅烷、丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基二烷氧基甲基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基三烷氧基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)-乙基三烷氧基硅烷、巯基丙基三烷氧基硅烷、γ-氨基丙基三烷氧基硅烷和N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基甲基二烷氧基硅烷。

这些有机硅化合物可以用作其两种以上类型的混合物。更有效的是所述有机硅化合物在进行水解后使用。

有机硅化合物在涂布组合物中的混合量基于全部固体含量优选为10重量％～70重量％，更优选为20重量％～60重量％。在混合量过少的情况中，抗反射层D与偏振膜基材14A之间或者抗反射层D与透镜基材之间的粘结性在固化后倾向于不足。在混合量过大的情况中，固化后在抗反射层D中倾向于出现裂纹。

无机微粒的优选例包括含有多种无机氧化物的复合微粒。复合微粒的例子包括由选自Si、Al、Sn、Sb、Ta、Ce、La、Fe、Zn、W、Zr、In、Ti等的氧化物的两种以上无机氧化物构成的复合微粒。

优选使用由选自Si、Sn、Sb、Zr和Ti的氧化物的三种以上的无机氧化物构成的复合微粒。其具体实例包括含有二氧化钛、二氧化锆和二氧化硅的三组分复合微粒，和含有二氧化钛、二氧化硅和二氧化锡的三组分复合微粒。

所述复合微粒可以是以胶体形式分散在水、诸如醇等有机溶剂或其他有机溶剂中的溶胶形式的那些市售的复合微粒。所述复合微粒的平均粒径优选为1nm～100nm，更优选为5nm～30nm。

所述复合微粒的复合有许多方式。例如，在一种方式中，在接收光时恶化周围的有机物的诸如TiO₂和ZrO₂等微粒由具有低活性的SiO₂被覆，在另一种方式中，两种以上的金属氧化物形成氧化物。

包含被覆有低活性组分的高折射率组分的复合微粒可具有高折射率，但是活性较低。因此，通过固化含有该类型的复合微粒的涂布组合物而得到的抗反射层D由于其折射率的可控范围较宽而可以容易地优化折射率。此外，所述抗反射层可以具有与偏振膜基材14A和透镜基材的优异的粘结性，并具有优异的耐候性。因此，所述复合微粒在有利之处方面与通过简单混合TiO₂微粒和SiO₂微粒所得到的混合微粒明显不同。

所述无机氧化物微粒的混合量可根据所述薄膜的目标折射率和特性确定，并基于涂布组合物中的固体含量优选为5重量％～80重量％，更优选10重量％～50重量％。在混合量过低的情况中，固化后抗反射层D的折射率倾向于较低以致不能得到最适宜的折射率。对于混合量过高的情况，固化后抗反射层中倾向于出现裂纹。

所述涂布组合物除了包含有机硅化合物和无机氧化物微粒之外还可以包含具有聚合性官能团的有机化合物，例如多官能环氧化合物和(甲基)丙烯酸酯化合物。特别是，添加多官能环氧化合物在抑制固化后抗反射层D中出现裂纹方面具有较大的作用。

除了前述成分之外，涂布组合物还可以根据需要包含固化催化剂、表面活性剂、抗静电剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、光稳定剂、分散染料、油溶性染料、颜料等，从而改善涂布组合物的涂布性质和固化后的抗反射层D的品质。

对于抗反射层D是通过使用包含有机硅化合物和无机氧化物微粒的涂布组合物形成的情况，所述涂布组合物可通常通过使用诸如浸渍法、旋压法、喷涂法和流动法等湿法进行涂布。执行湿法时，所述涂布组合物可使用诸如醇、酮、酯和芳香族化合物等溶剂稀释。将由溶剂稀释的涂布组合物涂布在偏振膜基材14A上，然后由此涂布的涂布组合物通过加热或用紫外线照射进行固化，以形成抗反射层D。

抗反射层A、B、C和D可根据将通过聚合固化的聚合组合物的折射率而适当的选择，并形成于偏振膜14(偏振膜基材14A)的两个表面上，所述偏振膜已经被弯曲至一定的曲率并形成为圆形。

图1中，定位环15与衬垫13类似，是由合成橡胶或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等形成的环形部件。将定位环15放置在底座13D上从而插入偏振膜14和用于形成透镜的凸表面的透镜模具11之间，由此发挥限制偏振膜14的外缘移动的作用。

下面将描述组装透镜成形模具10的方法。

组装透镜成形模具10时，将具有适合于聚合组合物的折射率的抗反射层14B的、已被弯曲并形成外部形状的偏振膜14放置在形成在衬垫13的内壁13C上的底座13D上。偏振膜14的凸表面指向衬垫13的开口，并将偏振膜14的外缘放置在底座13D上。然后将定位环15放置在已被放置在底座13D上的偏振膜14的外缘上。

透镜模具11与衬垫13的步阶13A交互安装，其凹表面11A指向向衬垫13。根据该操作，偏振膜14和定位环15被支撑指向衬垫13的开口，偏振膜14和透镜模具11的凹表面11A以一定的距离固定。距透镜中心(也就是透镜模具11的中心)的一定距离通常为约0.5mm～1.0mm，更优选约0.5mm～0.8mm。

透镜模具12与衬垫13的步阶13B交互安装，其凸表面12A指向衬垫13。根据该操作，透镜模具12的凸表面12A以距透镜模具11的凹表面11A一定距离固定。距透镜中心(也就是透镜模具11和12的成型表面的中心)的一定距离对于负透镜通常为约1.0mm～2.0mm，对于正透镜通常为约2.0mm～6.0mm。在半成品透镜的情况中，即其凹表面将进行处理以在形成透镜后获得一定的曲率和厚度，一定的距离通常为约5mm～10mm。

透镜模具11和透镜模具12然后通过以由弹性材料形成的夹具16进行夹持而固定。

由此，完成透镜成形模具10，其具有一对交互安装的透镜模具11和12，以及介于透镜模具11和透镜模具12之间的偏振膜14。透镜成形模具10具有被透镜模具11、衬垫13和偏振膜14环绕的空腔，和被透镜模具12、衬垫13和偏振膜14环绕的空腔。

向由此组装的透镜成形模具10的空腔中，注入作为塑料透镜的原料的聚合组合物。通过使用注射针头等，经由设置在步阶13A和步阶13B之间的衬垫13中的注射孔注入聚合组合物。由此注入的聚合组合物充满置于空腔中的偏振膜14的凹侧和凸侧两侧上的空腔中。

所述聚合组合物优选是包含下述化合物的组合物，所述化合物包括在一个分子中具有至少两个异(硫代)氰酸酯基的多异(硫代)氰酸酯化合物和在一个分子中具有至少两个巯基的多硫醇化合物，或者优选是包含在一个分子中具有至少两个环硫基的化合物的组合物。

多异(硫代)氰酸酯化合物的实例包括多异氰酸酯化合物和多异硫代氰酸酯化合物。

多异氰酸酯化合物的具体实例包括脂肪族多异氰酸酯化合物，如六亚甲基二异氰酸酯、2，2-二甲基戊烷二异氰酸酯、2，2，4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、丁烯二异氰酸酯、1，3-丁二烯-1，4-二异氰酸酯、2，2，4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、1，6，11-十一烷三异氰酸酯、1，3，6-六亚甲基三异氰酸酯和二(异氰酸基乙基)碳酸酯；脂环族多异氰酸酯化合物，如异佛尔酮二异氰酸酯、二(异氰酸基甲基)环己烷、环己烷二异氰酸酯、甲基环己烷二异氰酸酯、4，4’-亚甲基二(环己基异氰酸酯)、4，4’-亚甲基二(2-甲基环己基异氰酸酯)、2，5-二(异氰酸基甲基)双环-[2，2，1]-庚烷、4，8-二(异氰酸基甲基)三环癸烷和4，9-二(异氰酸基甲基)三环癸烷；以及芳香族多异氰酸酯化合物，如1，2-二异氰酸基苯、1，3-二异氰酸基苯、1，4-二异氰酸基苯、2，4-二异氰酸基甲苯、乙基亚苯基二异氰酸酯、异丙基苯基二异氰酸酯、二甲基亚苯基二异氰酸酯、二乙基亚苯基二异氰酸酯、二异丙基亚苯基二异氰酸酯、三甲基苯三异氰酸酯、苯三异氰酸酯、联苯二异氰酸酯、甲苯胺二异氰酸酯、4，4’-亚甲基二(苯基异氰酸酯)、4，4’-亚甲基二(2-甲基苯基异氰酸酯)、二苄基-4，4’-二异氰酸酯和二(异氰酸基苯基)乙烯。

多异硫代氰酸酯化合物的具体实例包括脂肪族多异硫代氰酸酯化合物，如1，2-二异硫代氰酸基乙烷和1，6-二异硫代氰酸基己烷；脂环族多异硫代氰酸酯化合物，如环己烷二异硫代氰酸酯；以及芳香族多异硫代氰酸酯化合物，如1，2-二异硫代氰酸基苯、1，3-二异硫代氰酸基苯、1，4-二异硫代氰酸基苯、2，4-二异硫代氰酸基甲苯、2，5-二异硫代氰酸基-间二甲苯、4，4’-二异硫代氰酸基联苯、4，4’-亚甲基二(苯基异硫代氰酸酯)、4，4’-亚甲基二(2-甲基苯基异硫代氰酸酯)、4，4’-亚甲基二(3-甲基苯基异硫代氰酸酯)、4，4’-异亚丙基二(苯基异硫代氰酸酯)、4，4’-二异硫代氰酸基苯甲酮、4，4’-二异硫代氰酸基-3，3’-二甲基苯甲酮和二(4-异硫代氰酸基苯基)醚。

多硫醇化合物的具体实例包括脂肪族多硫醇化合物，如甲烷二硫醇、乙烷二硫醇、1，1-丙烷二硫醇、1，2-丙烷二硫醇、1，3-丙烷二硫醇、1，6-己烷二硫醇、1，2，3-丙烷三硫醇、1，1-环己烷二硫醇、1，2-环己烷二硫醇、2，2-二甲基丙烷-1，3-二硫醇、3，4-二甲氧基丁烷-1，2-二硫醇、2-甲基环己烷-2，3-二硫醇、1，1-二(巯基甲基)环己烷、硫代马来酸二(2-巯基乙基酯)、2，3-二巯基-1-丙醇2-巯基乙酸酯、2，3-二巯基-1-丙醇3-巯基丙酸酯、二乙二醇二(2-巯基乙酸酯)、二乙二醇二(3-巯基丙酸酯)、1，2-二巯基丙基甲基醚、2，3-二巯基丙基甲基醚、2，2-二(巯基甲基)-1，3-丙烷二硫醇、二(2-巯基乙基)醚、乙二醇二(2-巯基乙酸酯)、乙二醇二(3-巯基丙酸酯)、三羟甲基丙烷二(2-巯基乙酸酯)、三羟甲基丙烷二(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(2-巯基乙酸酯)、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)和四(巯基甲基)甲烷；和芳香族多硫醇化合物，如1，2-二巯基苯、1，3-二巯基苯、1，4-二巯基苯、1，2-二(巯基甲基)苯、1，3-二(巯基甲基)苯、1，4-二(巯基甲基)苯、1，2-二(巯基乙基)苯、1，3-二(巯基乙基)苯、1，4-二(巯基乙基)苯、1，2，3-三巯基苯、1，2，4-三巯基苯、1，3，5-三巯基苯、1，2，3-三(巯基甲基)苯、1，2，4-三(巯基甲基)苯、1，3，5-三(巯基甲基)苯、1，2，3-三(巯基乙基)苯、1，2，4-三(巯基乙基)苯、1，3，5-三(巯基乙基)苯、2，5-甲苯二硫醇、3，4-甲苯二硫醇、1，3-二(对甲氧基苯基)丙烷-2，2-二硫醇、1，3-二苯基丙烷-2，2-二硫醇、苯基甲烷-1，1-二硫醇和2，4-二(对巯基苯基)戊烷；除巯基外还具有硫原子的芳香族多硫醇化合物，如1，2-二(巯基乙硫基)苯、1，3-二(巯基乙硫基)苯、1，4-二(巯基乙硫基)苯、1，2，3-三(巯基甲硫基)苯、1，2，4-三(巯基甲硫基)苯、1，3，5-三(巯基甲硫基)苯、1，2，3-三(巯基乙硫基)苯、1，2，4-三(巯基乙硫基)苯、1，3，5-三(巯基乙硫基)苯和这些化合物的核烷基化化合物；以及除巯基外还具有硫原子的脂肪族多硫醇化合物，如二(巯基甲基)硫化物、二(巯基乙基)硫化物、二(巯基丙基)硫化物、二(2-巯基乙硫基)甲烷、二(3-巯基丙硫基)甲烷、1，2-二(2-巯基乙硫基)乙烷、1，2-二(3-巯基丙基)乙烷、1，3-二(2-巯基乙硫基)丙烷、1，3-二(3-巯基丙硫基)丙烷、1，2，3-三(2-巯基乙硫基)丙烷、1，2，3-三(3-巯基丙硫基)丙烷、1，2-二((2-巯基乙基)硫)-3-巯基丙烷、4，8-二巯基甲基-1，11-二巯基-3，6，9-三硫代十一烷、4，7-二巯基甲基-1，11-二巯基-3，6，9-三硫代十一烷、5，7-二巯基甲基-1，11-二巯基-3，6，9-三硫代十一烷、四(2-巯基乙基硫甲基)甲烷、四(3-巯基丙基硫甲基)甲烷、二(2，3-二巯基丙基)硫化物、二(1，3-二巯基丙基)硫化物、2，5-二巯基-1，4-二噻烷、2，5-二巯基甲基-1，4-二噻烷、2，5-二巯基甲基-2，5-二甲基-1，4-二噻烷、二(巯基乙基)二硫化物和二(巯基丙基)二硫化物。

在一个分子中具有至少两个环硫基的化合物是指在一个分子中具有至少两个由下式(2)表示的结构的化合物：

在一个分子中具有至少两个环硫基的化合物的具体实例包括二(β-环硫丙基)硫化物、二(β-环二硫丙基)硫化物、二(β-环硫丙基)二硫化物、二(β-环二硫丙基)二硫化物、二(β-环硫丙基)三硫化物、二(β-环硫丙基硫)甲烷、1，2-二(β-环硫丙基硫)乙烷、1，3-二(β-环硫丙基硫)丙烷、1，2-二(β-环硫丙基硫)丙烷、二(环硫乙基)硫化物、二(环硫乙基)二硫化物、1-(β-环硫丙基硫)-2-(β-环硫丙基硫甲基)丙烷、1，4-二(β-环硫丙基硫)丁烷、1，3-二(β-环硫丙基硫)丁烷、1-(β-环硫丙基硫)-3-(β-环硫丙基硫甲基)丁烷、1，5-二(β-环硫丙基硫)戊烷、1-(β-环硫丙基硫)-4-(β-环硫丙基硫甲基)戊烷、1，6-二(β-环硫丙基硫)己烷、1-(β-环硫丙基硫)-5-(β-环硫丙基硫甲基)己烷、1-(β-环硫丙基硫)-2-((2-β-环硫丙基硫乙基)硫)乙烷、1-(β-环硫丙基硫)-2-((2-(2-β-环硫丙基硫乙基)硫乙基)硫)乙烷、四(β-环硫丙基硫甲基)甲烷和1，1，1-三(β-环硫丙基硫甲基)丙烷；具有脂环族骨架的环硫基化合物，如(1，3或1，4)-二(β-环硫丙基硫)环己烷、(1，3或1，4)-二(β-环硫丙基硫甲基)环己烷、二(4-(β-环硫丙基硫)环己基)甲烷、2，2-二(4-(β-环硫丙基硫)环己基)丙烷、(1，3或1，4)-二(β-环硫丙基硫)苯、(1，3或1，4)-二(β-环硫丙基硫甲基)苯、二(4-(β-环硫丙基硫)苯基)甲烷和2，2-二(4-(β-环硫丙基硫)苯基)丙烷；以及具有芳香族骨架的环硫基化合物，如(1，3或1，4)-二(β-环硫丙基硫)苯和(1，3或1，4)-二(β-环硫丙基硫甲基)苯。

在聚合组合物中，可根据需要添加诸如聚合催化剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、上蓝剂和内脱模剂等各种物质。

然后将具有已被注入空腔中的聚合组合物的透镜成形模具10进行固化(聚合固化)。

通过加热透镜成形模具10进行聚合固化。将透镜成形模具10放在聚合炉(加热炉)中，将炉内的温度升高，例如在大约20小时内从约20℃升高至大约120℃～130℃。根据该操作，空腔内的聚合组合物通过聚合而固化。

将已进行聚合固化的透镜成形模具10从聚合炉中取出，并在逐渐冷却后使透镜成形模具10脱模。如图2所示，使透镜成形模具10脱模的结果是完成具有嵌入透镜基材(经聚合而固化的聚合组合物)作为塑料基材的偏振膜14的塑料偏振透镜1的制造。由此成型的塑料偏振透镜1具有凸表面和凹表面作为透镜表面的凹凸透镜。

然后将由此成型的塑料偏振透镜1通过在约110℃～130℃的环境中维持约2小时而进行退火处理。

然后根据需要在塑料偏振透镜1上形成硬质涂层等。用于形成硬质涂层的硬涂布剂的实例包括硅酮系列、丙烯酸酯系列和硅氮烷系列。涂布方法不受特别限制，其实例包括喷涂法、浸涂法、流涂法、旋涂法和棒涂法。

在形成硬质涂层之前，可以在硬质涂层和塑料偏振透镜1的表面之间插入底涂层。通过设置底涂层可以改善耐冲击性。

根据需要可以设置抗反射层。抗反射层可通过诸如真空沉积法、溅射法、离子镀法和化学气相沉积(CVD)法等干法，和湿法提供。其中，通常更多使用真空沉积法。具体而言，在透镜基材或硬质涂层上使得硅、锆、钛、铌等的氧化物形成为具有4～7层的多层膜。通过设置抗反射层可以获得良好的抗反射效果。

防水膜或亲水膜可根据需要形成。防水膜提供防止水印和水渍的显著效果。亲水膜可减少在将透镜用作眼镜时的雾化。

在由此形成的塑料偏振透镜1是半成品透镜的情况中，塑料偏振透镜1的凹表面被切割和/或抛光以在形成透镜后具有一定的曲率和厚度，然后形成硬质涂层和抗反射层。

实施例

下面将参考以下实施例和比较例对本发明的实施方式进行更详细的描述。

实施例1

聚合组合物的制备

将103g作为聚异氰酸酯化合物的间二甲苯二异氰酸酯、100g作为多硫醇化合物的4，8或4，7或5，7-二巯基甲基-1，11-二巯基-3，6，9-三硫十一烷、0.15g作为内脱模剂的Zelec UN(商品名，由Stepan Company制造)和2.4g作为紫外线吸收剂的SEESORB 701(商品名，由Shipro KaseiKaisha制造)混合并搅拌约1小时。之后，加入0.06g作为聚合催化剂的二氯化二丁基锡并通过搅拌溶解，将混合物在5mmHg的真空下脱气60分钟，以制备硫代氨基甲酸乙酯塑料的聚合组合物。之后，将由此制得的聚合组合物称作聚合组合物PCA。

透镜成形模具的组装

将市售的碘偏振膜(折射率为1.47)制成偏振膜基材14A，通过压制将其弯曲至规定曲率并切割为圆形。为提供适合于折射率为1.67的透镜基材(即，通过聚合而固化的聚合组合物)2的抗反射功能，在偏振膜基材14A的两个表面上通过真空沉积法形成抗反射层A，从而完成偏振膜14。

制备适合于将成形的塑料偏振透镜1的衬垫13、透镜模具11和透镜模具12。

将具有抗反射层A的偏振膜14的外缘放置在衬垫13的底座13D上，使偏振膜14的凸表面指向衬垫13的开口，然后将定位环15放置在偏振膜14的外缘上。

将透镜模具11与衬垫13的步阶13A交互安装，使其凹表面11A指向衬垫13。然后将透镜模具12与衬垫13的步阶13B交互安装，使其凸表面12A指向衬垫13。

透镜模具11和透镜模具12通过用夹具16夹持而被固定。由此完成透镜成形模具10的组装，其具有介于衬垫13中的透镜模具11和12之间的偏振膜14。

在由此组装的透镜成形模具10中，透镜模具11的凹表面11A和偏振膜14之间在中心处的距离为1.0mm，透镜模具11的凹表面11A和透镜模具12的凸表面12A在中心处的距离为2.0mm。

塑料偏振透镜的制造

将制得的聚合组合物PCA通过设置在衬垫13中的注射口注入透镜成形模具10的空腔内。将具有已被注入的聚合组合物PCA的透镜成形模具10放置在聚合炉中，并用20小时从25℃加热至120℃，以通过聚合完成固化。

使从聚合炉中取出的透镜成形模具10脱模，将具有嵌入透镜基材2的偏振膜14的塑料偏振透镜1在约120℃的环境中进行约2小时的退火处理。由此制得的塑料偏振透镜1具有的折射率为1.67。

实施例2

实施例2中，以与实施例1中相同的方式进行聚合组合物的制备、透镜成形模具的组装和塑料偏振透镜的制造，不同之处在于使用具有代替抗反射层A的抗反射层B的偏振膜14。因此，此处省略详细描述。由此制得的塑料偏振透镜1具有的折射率为1.67。

实施例3

实施例3中，通过使用环硫基塑料的聚合组合物和具有形成在偏振膜基材14A上的抗反射层C的偏振膜14来制造塑料偏振透镜。

聚合组合物的制造

将90g作为环硫基化合物的二(β-环硫丙基)二硫化物、10g作为共聚组分的4，8或4，7或5，7-二巯基甲基-1，11-二巯基-3，6，9-三硫十一烷和1.0g作为紫外线吸收剂的SEESORB 701(商品名，由Shipro Kasei Kaisha制造)混合并通过充分搅拌而完全溶解。之后，加入作为催化剂的0.03gN，N-二甲基环己基胺和0.08g N，N-二环己基甲基胺，将混合物在室温下充分搅拌以得到均匀的组合物。将所述组合物在5mmHg的减压下脱气30分钟，以制备环硫基塑料的聚合组合物。之后，将由此制得的聚合组合物称作聚合组合物PCB。

透镜成形模具的组装

将市售的碘偏振膜(折射率为1.47)制成偏振膜基材14A，通过压制将其弯曲至规定曲率并切割为圆形。为提供适合于折射率为1.74的透镜基材(即，通过聚合而固化的聚合组合物)2的抗反射功能，在偏振膜基材14A的两个表面上通过真空沉积法形成抗反射层C，从而完成偏振膜14。

塑料偏振透镜的制造

将制得的聚合组合物PCB通过设置在衬垫13中的注射口注入透镜成形模具10的空腔内。将具有已被注入的聚合组合物PCB的透镜成形模具10放置在聚合炉中，并用20小时从30℃加热至130℃，以通过聚合完成固化。

使从聚合炉中取出的透镜成形模具10脱模，将具有嵌入透镜基材2的偏振膜14的塑料偏振透镜1在约130℃的环境中进行约2小时的退火处理。由此制得的塑料偏振透镜1具有的折射率为1.74。

实施例4

实施例4中，以与实施例1中相同的方式进行聚合组合物的制备、透镜成形模具的组装和塑料偏振透镜的制造，不同之处在于使用具有代替抗反射层A的抗反射层D的偏振膜14。因此，仅仅描述用于形成抗反射层D的方法(即，涂布组合物的制备，以及涂布组合物的涂布和固化方法)。

涂布组合物的制备

将100g的丙二醇单甲醚和2.8g的γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷混合并充分搅拌以得到均匀溶液。在搅拌下向混合溶液中逐滴加入0.8g的0.1N的盐酸水溶液。在室温下搅拌4小时后，将溶液在冰箱中老化1天。使2.8g包含分散在甲醇中的二氧化钛、二氧化锡和二氧化硅的复合微粒溶胶(商品名，Optolake 1120Z 8RS-25·A17，由Catalysts & ChemicalsIndustries Co.，Ltd.制造)与所述混合溶液混合，然后对其进行充分搅拌。此外，将0.1g作为催化剂的乙酰丙酮化Fe(III)加入混合溶液中，然后将其在室温下搅拌3小时。将混合溶液在冰箱中老化1天以制备涂布组合物。将由此制得的涂布组合物称作涂布组合物H1。

涂布组合物的涂布和固化

以与实施例1中相同的方式，将市售的碘偏振膜(折射率为1.47)制成偏振膜基材14A，通过压制将其弯曲至规定曲率并切割为圆形。之后，将涂布组合物H1通过旋涂法(旋涂条件：1,800rpm进行5秒钟)涂布在偏振膜上，并加热至80℃持续150分钟以固化涂布膜。对偏振膜的两个表面进行该操作，从而在偏振膜的两个表面上形成抗反射层D，由此完成偏振膜14。抗反射层D的厚度为125nm～130nm，折射率为1.57。

以与实施例1中相同的方式进行透镜成形模具的组装和塑料偏振透镜的制造，不同之处在于使用由此完成的偏振膜14。由此制得的塑料偏振透镜1具有的折射率为1.67。

比较例1

在比较例1中，以与实施例1中相同的方式进行聚合组合物的制备、透镜成形模具的组装和塑料偏振透镜的制造，不同之处在于使用不具有抗反射层的市售的碘偏振膜(偏振膜基材14A)作为偏振膜14。由此制得的塑料偏振透镜1具有的折射率为1.67。

比较例2

在比较例2中，以与实施例1中相同的方式进行聚合组合物的制备、透镜成形模具的组装和塑料偏振透镜的制造，不同之处在于使用折射率为1.00的抗反射层(即，适合于空气的抗反射层)的市售的碘偏振膜作为偏振膜14。由此制得的塑料偏振透镜1具有的折射率为1.67。

评价实施例1～4和比较例1和2中得到的塑料偏振透镜的外观。

评价方法如下。将塑料偏振透镜1放在暗箱中，评价塑料偏振透镜1的凸表面和凹表面上的荧光灯泡的反射图像。以下列四个级别AA、A、B和C目视评价偏振膜14的表面上的反射外观。

AA：基本上没有观察到偏振膜的反射。

A：略微观察到偏振膜的反射，不过未发现明显变形。

B：观察到偏振膜的反射，发现变形。

C：明确观察到偏振膜的反射，发现明显变形。

外观的评价结果显示在下表1中。

表1

从表1所示的结果可以理解，在实施例1～4得到的塑料偏振透镜1中，评价荧光灯泡的反射图像时，在凸表面和凹表面上，嵌入透镜基材2的偏振膜14的表面上基本没有发现反射，由此提供良好外观。

据认为这是因为，即使在注入透镜成形模具10的空腔内的聚合组合物具有1.60以上的较高的折射率的情况中，由于在设置于空腔内部的偏振膜14的表面上形成有适合于所述聚合组合物的折射率的抗反射膜14B，所以即使偏振膜14由于固化聚合组合物时施加至透镜成形模具10的热或聚合收缩所致而发生变形，也能够减少偏振膜14的表面上的反射，因而很难看到偏振膜14的表面上的反射。

另一方面，比较例1和2中得到的塑料偏振透镜1具有较差的外观，其中，在凸表面和凹表面上，嵌入透镜基材2的偏振膜14的表面上发生变形，从而提供了波浪形的反射光的外观(图3)。

所述结果是得自这些因素：透镜基材和偏振膜之间未获得抗反射效果，这是因为注入透镜成形模具10的空腔内的聚合组合物与偏振膜基材14A之间的折射率的差异较大，和/或在聚合组合物与偏振膜基材14A之间形成的抗反射层14B具有适合于偏振膜与空气之间的抗反射的膜构成，由此从聚合固化时已经被变形的偏振膜14的表面可清楚地看到反射光。

如上所述，在该实施方式的塑料偏振透镜1中，即使在聚合组合物具有1.60以上的较高的折射率的情况中，由于在偏振膜14的两个表面(凸表面和凹表面)上形成有适合于聚合组合物的折射率的抗反射膜14B，其与聚合组合物接触，嵌入聚合组合物中，因而即使在偏振膜14在通过聚合而固化聚合组合物时发生变形，也能够减少偏振膜14表面上的反射，因而很难看到偏振膜14表面上的变形反射，从而提供具有良好外观的塑料偏振透镜1。

此外，即使在透镜基材2通过使用硫代氨基甲酸乙酯聚合组合物而具有约1.60～1.70的较高折射率或是通过使用环硫基聚合组合物而具有约1.70～1.76的较高折射率的情况中，由于在偏振膜14的两个表面上形成有适合于聚合组合物的抗反射层14B，其与聚合组合物接触，嵌入透镜基材2中，所以防止了偏振膜14表面上的反射，并可以得到具有较小透镜厚度和较轻重量的塑料透镜偏振透镜1。

该实施方式的塑料偏振透镜1可优选用作墨镜和校正镜的透镜。另外，塑料偏振透镜1可用作用于照相机、望远镜等的塑料透镜，以及用于各种钟表和手表的覆盖玻璃。

在前述的实施方式中偏振膜14在偏振膜基材14A的两个表面上具有抗反射层，不过所述抗反射层也可以仅形成在偏振膜基材14A的两个表面中的一个表面上。对于仅在一个表面上设置抗反射层的情况，优选在将被成型的塑料偏振透镜的凹表面侧(即，用于形成透镜的凹表面的透镜模具12的一侧)上形成。这是因为在发生变形的情况中，由于图像的放大来自偏振膜的反射光的变形与凸表面相比通常倾向于在凹表面上变得明显，由此外观问题倾向于出现在凹表面上。

在该实施方式中形成于偏振膜14的偏振膜基材14A上的抗反射层是具有形成为单层或多层结构的具有恒定折射率的薄膜的抗反射层A、B、C和D，不过也可以使用折射率在层中发生变化的所谓的梯度膜的抗反射层来代替具有恒定折射率的薄膜。

作为梯度膜的具体实例，这样的膜可应用于折射率为1.47的偏振膜14和折射率为1.67的透镜基材2，使与偏振膜14接触的一侧上的梯度膜的折射率为1.47，其通过远离与偏振膜接触的一侧而逐渐增大，从而使得梯度膜的折射率在与透镜基材2接触的一侧上为1.67。

在该实施方式中，塑料偏振透镜1通过将具有在其两个表面上形成的抗反射层的偏振膜嵌入折射率为1.60以上的随后通过聚合而固化的聚合组合物中而获得，不过在偏振膜14和透镜基材2之间设置抗反射层就足够了。因此，可以获得与按照如下方式获得的偏振透镜相同的优点：将在其两个表面上均具有抗反射层的偏振膜14固定并粘结于已被固化的两个透镜基材2之间。还可以在偏振膜14一侧在两个透镜基材2的表面上形成抗反射层，然后将透镜基材2与偏振膜基材14A粘结以制造偏振透镜1。

Claims (6)

1.一种塑料偏振透镜，所述塑料偏振透镜含有一对彼此相对布置的包含通过聚合固化的聚合组合物的塑料基材，和介于所述塑料基材之间的偏振膜，其中所述聚合组合物是指能够聚合的组合物，所述塑料基材具有的折射率为1.60以上，所述偏振膜在与所述塑料基材接触的表面的至少一个表面上具有抗反射层。

2.如权利要求1所述的塑料偏振透镜，其中，所述抗反射层是无机抗反射层。

3.如权利要求1所述的塑料偏振透镜，其中，所述抗反射层是有机抗反射层。

4.如权利要求3所述的塑料偏振透镜，其中，所述有机抗反射层是包含含有有机硅化合物和无机氧化物微粒的组合物的单层膜。

5.如权利要求1～4中任一项所述的塑料偏振透镜，其中，所述聚合组合物是硫代氨基甲酸乙酯聚合组合物，所述组合物包含在一个分子中具有至少两个巯基的化合物和在一个分子中具有至少两个异(硫代)氰酸酯基的化合物。

6.如权利要求1～4中任一项所述的塑料偏振透镜，其中，所述聚合组合物是包含在一个分子中具有至少两个环硫基的化合物的环硫基聚合组合物。

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