CN110753863B - 功能性片材 - Google Patents

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Abstract

本发明所要解决的技术问题在于：提供一种功能性聚酰胺片材和使用该片材而得到的功能性聚酰胺透镜，在将包含聚酰胺树脂的片材或膜作为保护层而制造偏光和/或调光功能性片材时，在该片材中不产生气泡或大幅度减少气泡。本发明用于解决技术问题的技术方案在于：提供一种聚酰胺功能性片材和使用其而得到的功能性聚酰胺透镜，该功能性片材的特征在于：在功能层的至少一个面隔着粘接层配置由透明塑料片材或膜形成的保护层，上述功能层为聚乙烯醇系偏光膜层、调光层或它们的组合，上述保护层为包含聚酰胺树脂的片材或膜，并且在23℃、85％RH的条件下，氧透过度为50cm3/m2·24hr·bar以上。

Description

功能性片材
技术领域
本发明涉及在功能层的至少一个面隔着粘接层叠层由透明塑料片材或膜形成的保护层而成的太阳镜用功能性片材和太阳镜用功能性透镜，上述功能层为聚乙烯醇系偏光膜层、调光层或它们的组合。
背景技术
在利用二色性色素对聚乙烯醇系膜(以下记为PVA)进行染色而成的偏光膜或使调光色素分散在基质树脂中而成的调光层、或者将它们组合而成的功能层上，使用双液性的热固化型树脂等作为粘接剂，叠层透明塑料片材或膜、特别是芳香族聚碳酸酯树脂片材等，制成功能性片材，对该功能性片材进行热弯曲加工后，从提高耐久性的观点考虑，将上述热弯曲加工品嵌入模具制成注射成型透镜，作为这样的注射成型透镜的太阳镜用功能性聚碳酸酯透镜通常被普及(专利文献1)。
这些功能性聚碳酸酯透镜被指出存在如下的技术问题：在用于由含有乙酸纤维素等增塑剂的塑料形成的眼镜框时，眼镜框中的增塑剂渗出，使由聚碳酸酯树脂构成的透镜产生裂纹等。由于这些状况，公开了形成有将包含聚酰胺树脂的片材拉伸、赋予延迟而得到的保护层的太阳镜用偏光性叠层体等(专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平8-313701号公报
专利文献2：日本专利第4739950号说明书
发明内容
发明所要解决的技术问题
本发明所要解决的技术问题在于：提供一种聚酰胺功能性片材和使用该片材而得到的聚酰胺功能性透镜，在将上述的包含聚酰胺树脂的片材或膜作为保护层而制造偏光和/或调光功能性片材时，在该片材中不产生气泡或大幅度减少气泡。其中，在本说明书中，不区分片材和膜。即，有时将片材或膜只称为片材或者只称为膜，但它们是相同的意义。
如上所述，由于聚酰胺树脂的耐药性，存在对将聚酰胺树脂片材作为保护层的功能性片材的需求。本发明的发明人在将迄今为止能够制造的聚碳酸酯功能性片材的保护层变更为聚酰胺树脂片材，制造功能性片材时，观察到了损害片材外观的程度的气泡的产生。
除了将芳香族聚碳酸酯片材变更为聚酰胺树脂片材以外的制造条件是相同的。因为气泡是在将保护层隔着粘接层与功能层粘接后被观察到的，所以认为其是由粘接层与功能层的成分的反应产生的。本发明的发明人对芳香族聚碳酸酯片材与聚酰胺树脂片材的物理性质的差异进行了研究，其结果着眼于两者的阻气性的差异，进行了比较研究。其结果明确了：与芳香族聚碳酸酯片材相比，聚酰胺树脂片材如其所示的低氧透过度那样，阻气性高。
即，认为气泡的产生是由于通过粘接层与功能层的成分的反应产生的气体被包含阻气性高的聚酰胺树脂的保护层禁锢的结果而产生的。
若能够在制造工序中识别气泡产生，则认为通过适当调节各层的粘合速度和应力，使气体逃逸，能够防止气泡的产生，但找出气泡的产生时间点是困难的，另外，就生产效率的方面而言，必须考虑这一点的制造方法在工业制造上是不适合的。
另外，关于粘接剂，用于制造发明人发明的聚碳酸酯功能性片材的粘接剂为热固化性树脂。在本发明中，这样的包含热固化性树脂的粘接层在热弯曲加工、注射成型工序中不会剥落而能够稳定使用，因此如果没有气泡产生，则优选使用。
用于解决技术问题的技术方案
本发明的发明人发现在使用表现出规定的氧透过度的聚酰胺树脂片材作为保护层时，能够减少或不产生成为问题的气泡，并完成了本发明。即，本发明如下所述。
(1)一种聚酰胺功能性片材，其特征在于：其是在功能层的至少一个面隔着粘接层配置由透明塑料片材或膜形成的保护层而成的功能性片材，上述功能层为聚乙烯醇系偏光膜层、调光层或它们的组合，上述保护层为包含聚酰胺树脂的片材或膜，并且在23℃、85％RH的条件下，氧透过度为50cm3/m2·24hr·bar以上。
在上述(1)的发明中，该聚酰胺功能性片材的特征在于：
(2)上述保护层的聚酰胺树脂为非晶性或微结晶性聚酰胺；
(3)上述粘接层为聚氨酯树脂溶剂系粘接剂；
(4)上述保护层的延迟为200nm以下或者2000nm以上。
另外，本发明还涉及：
(5)一种使用上述(1)～(4)所记载的的功能性片材而得到的聚酰胺功能性透镜。
另外，本发明还涉及：
(6)一种聚酰胺功能性透镜的制造方法，其包括：将(1)至(4)中任一项所述的功能性片材冲压成单个透镜用片材的工序；和对该透镜用片材进行热弯曲加工的工序。
另外，本发明还涉及：
(7)一种聚酰胺功能性透镜的制造方法，其包括：将(1)至(4)中任一项所述的功能性片材冲压成单个透镜用片材的工序；对该透镜用片材进行热弯曲加工的工序；和在该热弯曲加工后的片材的凹面侧热熔接热塑性树脂的工序。
具体实施方式
(功能层(偏光膜层))
用于功能层的偏光膜是在使作为基材的树脂膜在水中溶胀后，在一个方向上进行拉伸并含浸在含有二色性有机染料的染色液中，由此使二色性色素以在基材树脂中取向的状态分散在基材树脂中，赋予了偏光性和所希望的色调而得到的膜。
作为此时所使用的偏光膜的基材的树脂，可以使用聚乙烯醇类，作为该聚乙烯醇类，优选聚乙烯醇(以下PVA)、残留有微量PVA的乙酸酯结构的产物和作为PVA衍生物或类似物的聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩乙醛、乙烯－乙酸乙烯酯共聚物皂化物等，特别优选PVA。
另外，关于PVA的分子量，从拉伸性和膜强度的观点考虑，优选重均分子量为50,000至350,000，更优选分子量为100,000至300,000，特别优选分子量为150,000以上。从拉伸后的二色比和膜强度的观点考虑，拉伸PVA膜时的倍率为2～8倍，优选为3.5～6.5倍，特别优选为4.0～6.0倍。拉伸后的PVA膜的厚度为10μm以上，从可不与保护膜等一体化就能够操作的观点考虑，优选厚度20μm以上且50μm以下左右。
关于使用PVA膜作为基材膜的典型制造工序，可以利用以下的工序进行制造：(1)使PVA膜在水中溶胀并水洗，适当除去杂质；(2)适当拉伸；并且(3)在染色槽中染色；(4)利用硼酸或金属化合物在处理槽中进行交联或螯合化处理；(5)进行干燥。另外，工序(2)、(3)(根据需要的(4))可以适当改变其顺序，还可以同时进行。
首先，工序(1)的溶胀和水洗工序通过吸收水，能够使在常温的干燥状态下容易断裂的PVA膜均匀软化并能够拉伸。还是除去PVA膜的制造工序所使用的水溶性增塑剂等的工序，或者适当预吸附添加剂的工序。此时，PVA膜不是依次均匀地溶胀，一定会产生不均匀。在该状态中，为了不发生局部伸长或局部伸长不足，以及为了抑制褶皱等的发生，设法均匀地施加尽可能小的力也是重要的。另外，在该工序中，最希望的是只均匀溶胀，过剩的拉伸等是不均匀的原因，因此应尽量避免。
工序(2)是通常以2～8倍进行拉伸的工序。
在本发明中，加工性良好是重要的，因此从3.5～6.5倍、特别4.0～6.0倍中选择拉伸倍率，优选在该状态下也维持取向性。
在被拉伸取向的状态下，存在于水中的时间以及直至干燥的时间较长时，会使取向松弛，因此从维持更高的性能的观点考虑，优选设定拉伸处理为更短时间，拉伸后，尽可能快地除去水分，即立即导入干燥工序，在避免过剩的热负荷的情况下使其干燥。
工序(3)的染色是通过使染料向已取向的聚乙烯醇系树脂膜的聚合物链上吸附或沉积来进行。根据该机理，在单轴拉伸之前、之中、之后都可以进行，没有大的变化，但界面这样的限制大的表面最容易取向，优选选择能够发挥这一点的条件。
从要求高的生产率的观点考虑，温度通常从40～80℃的高温中选择，在本发明中，通常从25～45℃、优选30～40℃、特别是30～35℃中选择。
工序(4)是为了提高耐热性、提高耐水性和耐有机溶剂性而进行的工序。
前者的利用硼酸的处理利用PVA链间的交联提高耐热性，在聚乙烯醇系树脂膜的单轴拉伸之前、之中、之后都可以进行，没有大的变化。另外，后者的金属化合物主要通过与染料分子形成螯合化合物而稳定化，通常在染色后进行，或者与染色同时进行。
作为金属化合物，在属于第4周期、第5周期、第6周期中的任意周期的过渡金属中，存在其金属化合物能够确认到上述耐热性和耐溶剂性效果的化合物，但从价格方面考虑，优选铬、锰、钴、镍、铜、锌等第4周期过渡金属的乙酸盐、硝酸盐、硫酸盐等金属盐。这些中，镍、锰、钴、锌和铜的化合物由于廉价且上述效果优异，因此更优选。
关于金属化合物和硼酸在上述偏光膜中的含有率，从对上述偏光膜赋予耐热性和耐溶剂性的观点考虑，在每1g偏光膜中，关于金属化合物，作为金属，优选含有0.2～20mg，更优选1～5mg。关于硼酸的含有率，以硼计优选为0.3～30mg，更优选为0.5～10mg。
设定用于处理的处理液的组成，使其满足以上的含有率，一般而言，金属化合物的浓度优选为0.5～30g/L，硼酸浓度优选为2～20g/L。
偏光膜所含有的金属和硼的含有率的分析可以利用原子吸光分析法进行。
温度通常采用与染色相同的条件，通常从20～70℃、优选25～45℃、更优选30～40℃、特别是30～35℃中选择。另外，时间通常从0.5～15分钟中选择。
在工序(5)中，对拉伸、染色和适当利用硼酸或金属化合物进行处理后的染色单轴拉伸PVA膜进行干燥。PVA膜显示与所含有的水分量相应的耐热性，在含有大量水的状态下温度变高时，会在更短时间内发生混乱等而脱离单轴拉伸状态，引起二色比的下降。
干燥从表面进行，优选从两个表面干燥，优选利用干燥空气送风除去水蒸气而进行。另外，众所周知，从避免过剩的加热的观点考虑，以及从能够进行抑制温度上升的干燥的观点考虑，优选立即除去蒸发的水分而促进蒸发的方法，关于干燥空气的温度，在干燥状态的偏光膜实质上不变色的温度以下的范围内，通常以70℃以上、优选90～120℃的温度风干1～120分钟、优选3～40分钟。
关于干燥后的PVA含水率，通常以1～4wt％的含水率进行制造。
(功能层(调光层))
作为本发明的功能层，聚氨酯系膜也能够适用于掺入了调光色素的调光膜等。另外，还可以向后述的粘接层中掺入调光色素，例如利用以下的方法，能够制造由含有光致变色化合物的热固化性聚氨酯树脂层形成的调光层。另外，作为调光色素(光致变色化合物)，只要与聚氨酯预聚物的相容性良好，就没有特别限制，可以使用市售的有机光致变色化合物。从光致变色性能的观点考虑，优选使用螺吡喃系化合物、螺噁嗪系化合物和萘并吡喃系化合物。
例示用于调光层的调光膜的制造方法。向利用特定有机溶剂稀释聚氨酯预聚物而成的溶液中，以相对于树脂固体成分为0.2～5重量％的比例加入光致变色化合物，再加入相对于树脂固体成分为0.1～5重量％的受阻胺系的光稳定剂和/或抗氧化剂等添加剂，均匀搅拌混合。之后，再以异氰酸酯基(I)与固化剂的羟基(H)的比I/H为0.9～20、优选1～10为基准，加入固化剂，然后搅拌，形成溶液。溶液中的聚合物浓度一般40～90重量％是适当的。使用刮刀，在表面设置有涂膜层的透明的聚碳酸酯片材的背面涂布该溶液，使涂布厚度成为50～1000μm。在涂布后，将涂布面加热干燥至实质上不含溶剂的状态，将另一表面设置有涂膜层的透明的聚碳酸酯片材的背面与该合成树脂片材的涂布面贴合，形成夹层状，然后放置干燥，得到调光膜。
(粘接层)
为了将功能层和保护层叠层而形成功能性片材，使粘接层介于功能层与保护层之间。通常，作为用于功能性片材的粘接剂的材料，有聚乙烯醇树脂系材料、丙烯酸树脂系材料、聚氨酯树脂系材料、聚酯树脂系材料、三聚氰胺树脂系材料、环氧树脂系材料、有机硅系材料等。
在本发明中，考虑热弯曲加工、注射成型工序的稳定性时，优选热固化性材料，特别优选作为聚氨酯树脂系材料的由聚氨酯预聚物和固化剂形成的双液型的热固化性聚氨酯树脂。
作为聚氨酯预聚物，为使二异氰酸酯化合物和聚氧亚烷基二醇以一定比例反应而得到的化合物，并在两个末端具有异氰酸酯基的化合物。作为聚氨酯预聚物所使用的二异氰酸酯化合物，可以使用二苯甲烷－4,4’－二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、4,4’－二环己基甲烷二异氰酸酯、赖氨酸异氰酸酯、氢化苯二亚甲基二异氰酸酯，优选二苯甲烷－4,4’－二异氰酸酯。作为聚氧亚烷基二醇，可以使用聚丙二醇、聚乙二醇、聚氧四亚甲基二醇，优选使用具有5～30的聚合度的聚丙二醇。聚氨酯预聚物的分子量没有特别限定，通常数均分子量为500～5000，优选为1500～4000，更优选为2000～3000。
另一方面，作为固化剂，只要是具有2个以上的羟基的化合物，就没有特别限定，可以例示聚氨酯多元醇、聚醚多元醇、聚酯多元醇、丙烯酸多元醇、聚丁二烯多元醇、聚碳酸酯多元醇等，其中优选由特定的异氰酸酯和特定的多元醇得到的末端具有羟基的聚氨酯多元醇。特别优选源自二异氰酸酯化合物和多元醇的至少两末端具有羟基的聚氨酯多元醇。作为该二异氰酸酯化合物，可以使用二苯甲烷－4,4’－二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、4,4’－二环己基甲烷二异氰酸酯、赖氨酸异氰酸酯、氢化苯二亚甲基二异氰酸酯，优选使用甲苯二异氰酸酯。另外，作为多元醇，可以使用使三羟甲基丙烷等与环氧乙烷或环氧丙烷反应而得到的化合物，优选使用聚合度为5～30的聚丙二醇衍生物。该固化剂的分子量没有特别限定，通常数均分子量为500～5000，优选为1500～4000、更优选为2000～3000。
这些聚氨酯预聚物和固化剂可以使用用于粘度调节的乙酸乙酯和四氢呋喃等溶剂。另外，在对粘接层赋予调光功能时，为了使光致变色化合物均匀分散在聚氨酯树脂中，使用溶剂是有效的方法。
(保护层)
本发明的功能性片材至少在其一个面形成有含有聚酰胺树脂的保护层(或保护膜或偏光膜用保护膜)。
从透明性或成型加工性的观点考虑，上述聚酰胺树脂希望是被称为非晶性聚酰胺或微结晶性聚酰胺的聚酰胺，优选能够进行后述的注射成型加工。即，只要其为热塑性的，在热分解温度以下显示能够成型的熔融流动性，具有适度的Tg(玻璃化转变温度)，就可以合适地使用。
将非晶性作为条件时，对形成结晶性的重复单元的量进行限制，作为阻碍结晶性的分子结构的例子，可以列举赋予位阻性的结构，可以利用支链结构或取代基的导入、环烷烃那样的体积大的分子结构。
在适度的耐热性的条件下，需要在重复单元中(单位分子链长)中具有焓大的结构或者限制重复单元内和重复单元相互间的分子运动的结构，前者的典型例为芳香族，后者的例子为合成物时，可以使用对芳香核的不饱和键加氢而成的结构的环烷烃、环烯烃等。另外，如上所述，具有脂环结构的化合物由于具有耐热性和阻碍结晶性的分子结构，因此对于形成供于热弯曲加工等的以聚酰胺为保护层的太阳镜用的功能性片材而言，可以说是有用的材料。
聚酰胺一般具有来自二胺、二羧酸、氨基羧酸等单体的结构单元。从原理方面考虑，芳香族聚酰胺或脂环族聚酰胺可以通过使来自构成全脂肪族聚酰胺的至少一种单体的结构单元成为芳香族或脂环族而制造。使这些单体的全部或一部分成为芳香族或脂环族，在本发明中能够使用部分芳香族聚酰胺、芳香族部分脂环族聚酰胺、部分芳香族部分脂环族聚酰胺、部分芳香族脂环族聚酰胺、部分脂环族聚酰胺等或它们的组合，作为具有非晶性和适度的耐热性的非晶性聚酰胺的典型例之一，优选使用具有脂环结构的聚酰胺。另外，考虑后述的延迟等光学特性时，希望包含芳香族部分。
当然，为了应对聚酰胺的氧化劣化、加工不良情况等，本发明所使用的聚酰胺树脂中可以适当使用滑剂、抗氧化剂等添加剂。
将本发明的功能性片材制成单个透镜用片材，对其进行热弯曲加工，根据需要通过注射熔接使热塑性树脂与其凹面侧一体化而形成聚酰胺功能性透镜时，有时会发生光学畸变。即，倾斜观看时，会观测到彩虹色的“颜色不匀”，或者与以彼此的偏光轴成为正交位置的方式配置的平面偏光板重叠而观察该曲面偏光板时，会观察到有光透过的所谓的“偏光漏光”。这是由于用于保护层的树脂的双折射大、即固有双折射率或光弹性系数大，因熔融挤出成型时或上述热弯曲加工时的应力而使延迟值(定义：双折射△n×厚度d)变大(例如300nm～1200nm等)，扰乱设置于内层的偏光膜层的偏光，在加工后成为透镜的凹面的面观察到上述的“偏光漏光”等不良情况。另外，在倾斜观察时，还在凸面观察到作为“颜色不匀”的着色干涉条纹。
根据以上说明，希望将保护层至少配置于透镜加工后成为凸面的位置，该保护层为具有不妨碍设置于内层的偏光膜层的功能的程度的延迟值(例如300nm以下、优选200nm以下、更优选100nm以下)的保护层。
成为如此低的延迟时，其保护层的厚度希望成为100μm以下、优选80μm以下的厚度。另外，能够适合使用通过更难以促进分子取向的浇铸法等制造的膜作为保护层，在浇铸制法中，也需要注意不发生在引拉时产生不需要的应力而使延迟值变大的情况。
另外，上述的浇铸膜那样的以厚度100μm以下且延迟为上述小的值的方式进行制造时，聚酰胺树脂不含芳香族成分时，固有双折射值容易保持较小，在后述的热弯曲加工等中也容易抑制延迟值的增加。
或者，在除了使延迟值保持较小以外的方法中，相反地，将使延迟值成为极度地大、例如1300nm以上、优选2000nm以上、更优选3000nm以上的保护层配置于对透镜进行加工后的凸面，使“颜色不匀”或“偏光漏光”这样的现象成为用肉眼难以看出问题的程度，由此能够应对。
如此地使延迟值变得极高时，需要对包含聚酰胺树脂的保护层进行拉伸处理。在这种情况下，希望利用熔融挤出法等将成型后的片材拉伸成某种程度的厚度、例如100μm以上、优选150μm以上、更优选200μm以上、进一步优选300μm以上的厚度而形成具有所希望的延迟值和厚度的保护膜等方法。其中，在本发明中，延迟值为面内延迟值。将入射直线偏光分解成滞相轴和进相轴时，由滞相轴方向的折射率、进相轴方向的折射率和膜的厚度导出面内延迟值，这是在本领域技术人员的知识范围内的。其中，在本发明中，延迟值是在590nm处测得的值。作为测定装置，有大塚电子制造的延迟测定装置：RETS－100等。
对于利用熔融挤出法成型的膜进行拉伸并提高延迟值的方法，可以列举引拉时一边拉伸一边引拉的牵引拉伸法、或成型后先卷绕成卷之后再进行拉伸的离线拉伸法等。
在熔融挤出成型法中，例如利用挤出机等，使上述聚酰胺树脂或构成保护层的树脂熔融混合，从模(例如T模等)中挤出成型并冷却，由此能够制造聚酰胺片材。使上述聚酰胺树脂或构成保护层的树脂熔融并成型(熔融成型)时的树脂温度通常可以从120℃～350℃左右的温度范围内选择，例如为130～300℃、优选为150～280℃、更优选为160～250℃左右。此时，与冷却辊的速度相比，加快引拉速度，由此能够进行拉伸处理。
只要不妨碍本发明的功能性片材的性能，拉伸的具体方法就没有特别限定。关于拉伸部分的辊，为了抑制拉伸不均匀，优选适当利用模具调温器等对辊进行加温，并且保持一定的树脂温度。一般而言，在聚酰胺树脂的Tg附近，能够进行维持合适的作为太阳镜用的片材所需外观性的拉伸。在树脂温度比所使用的聚酰胺树脂的Tg低的温度范围内进行拉伸时，容易导致不均匀拉伸的拉伸不均匀，产生拉伸了的部位和未拉伸的部位的不均匀图案。另外，在比Tg高的温度范围内进行拉伸时，容易导致聚酰胺膜或片材与辊的熔接，膜或片材从辊上剥离时产生痕迹残留等问题。也需要适当考虑与后述的延迟的关系，并选择辊或其他调温机的条件。
另外，本发明所称的Tg表示利用DSC进行测定时的Tg曲线的起点、中间点、终点温度之内、中间点温度。
另外，拉伸时的保护层片材的树脂温度也与延迟的赋予有关。在拉伸时的膜或片材的树脂温度比所使用的树脂的Tg低的温度范围内进行拉伸处理时，容易赋予更高的延迟，另外，温度越高越不容易表现延迟。进一步而言，在拉伸后，优选尽可能快速地进行冷却，由此能够固定延迟以及滞相轴与进相轴的角度。
另外，在比Tg低的温度范围内进行拉伸时，有时会有影响在片材成型后的收缩等的问题，因此必须考虑这一点而选择拉伸温度条件。相反地，以比Tg高的树脂温度进行拉伸时，有时在拉伸中片材的颈缩的影响变大而影响厚度分布，使延迟或进相轴角度的偏差变大，因此需要注意不要过于提高拉伸倍率等。
对利用熔融挤出法成型的聚酰胺树脂进行拉伸而形成保护层时，希望使用含有芳香族成分的聚酰胺树脂。由此，作为树脂的固有双折射值变高，容易利用更低的应力表现高延迟，另外，即使以比Tg高的树脂温度进行拉伸，也容易维持延迟。
如上所述，因聚酰胺树脂的组成不同而固有双折射值有所不同，还取决于所希望的延迟值，因此也必须对拉伸处理时的拉伸倍率进行适当调整。另外，一般而言，即使最低，也需要1.1倍、优选1.2倍、更优选1.3倍以上。另外，倍率越高，越会促进颈缩，或者产生断裂的风险等，由于这些理由，从生产效率的观点考虑确定其上限。通常为2.2倍左右、优选为2.0倍以下左右。
在本发明中，发现了包含聚酰胺树脂的保护层的阻气性与气泡的产生存在大的关系。如技术问题的项所言及的那样，认为气泡产生的主要原因疑似是将保护层、粘接层和功能层叠层后产生的气体。
与迄今为止常用的作为太阳镜用偏光片材保护层的芳香族聚碳酸酯树脂相比，包含聚酰胺树脂的保护层具有高的阻气性。特别是作为聚酰胺树脂的结构，包含规则性高的、例如将对苯二甲酸(1,4－二甲酸苯)或1,4－二氨基苯作为单体的聚合物的聚酰胺等，其结合为平板状且配置在同一平面上，容易制作规则性高且气体透过小的集合体，因此有阻气性变高的倾向。也必须考虑这一点而选择聚酰胺树脂片材的组成。
另外，保护层的阻气性当然也受到保护层的厚度或拉伸处理的条件很大影响。即使是在未拉伸的状态下具有不产生气泡的程度的阻气性的保护层，其拉伸倍率越高，越促进分子取向，在以这样的状态冷却、固定而成的保护层中，有时也显示产生气泡那样的阻气性。
另外，关于阻气性，除了氧透过度和水蒸气透过度等以外，还有几个指标，在本发明中，发现了氧透过度与气泡产生的关联性，因此在本发明中采用了氧透过度。氧透过度的评价方法基于DIS/ISO15105－1。
根据以上说明，使用显示一定以上的氧透过度的保护层在本发明中是重要的，关于保护层的厚度或拉伸的程度，可以考虑最终产品的规格和氧透过度而决定。
在本发明中，保护层的氧透过度在23℃、85％RH的条件下为10cm3/m2·24hr·bar左右时，气泡的产生显著，无法作为功能性片材使用。
在抑制气泡的产生时，希望保护层的氧透过度为50cm3/m2·24hr·bar以上、60cm3/m2·24hr·bar以上、70cm3/m2·24hr·bar以上、90cm3/m2·24hr·bar以上、110cm3/m2·24hr·bar以上、130cm3/m2·24hr·bar以上、150cm3/m2·24hr·bar以上。或者，也可以为400cm3/m2·24hr·bar以上、410cm3/m2·24hr·bar以上、420cm3/m2·24hr·bar以上、430cm3/m2·24hr·bar以上。其中，根据本发明的主旨，只要是能够形成良好的透镜的保护层，保护层的氧透过度的上限值就不特别重要。树脂组成和保护层厚度或拉伸处理等条件需要考虑这一点而选择组合。
(功能性片材的制作)
将上述的偏光膜层作为功能层，利用凹版涂布或模涂等涂布上述粘接层，使上述保护层与两个表面贴合，裁切成所希望的长度，由此能够形成功能性片材。在层压方法中，没有特别限定，为了避免在涂覆粘接材料时因涂覆液不足而卷入气泡等，维持充分的吐出量。另外，希望考虑贴合后片材的翘曲状态等，适当调节贴合时的张力和贴合辊的夹持压等。
(功能性透镜的制作)
接着，将功能性片材冲压成单个透镜用片材，对所得到的单个透镜用片材实施曲面加工，根据需要嵌入注射成型机中，向单个透镜用片材的凹面侧注射热塑性树脂，形成功能性透镜。
冲压加工通常可以使用由汤姆逊刀片形成的冲压刀片。通常利用冲压加工由1片功能性片材得到多个单个透镜用片材。单个透镜用片材的形状根据最终产品的形状(太阳镜、护目镜等)适当选择。双眼使用时的标准透镜形状产品为直径80mm的圆盘或将其两端在与偏光轴垂直的方向上切去相同宽度而成的条形。
在上述冲压加工中，偏光膜层、粘接层、两个表面的保护层、两个表面的保护膜不产生大的破坏，有没有产生微细的破碎片材、向拉伸方向传递的裂纹、过剩的变形伸长等成为研究对象，必须有适度的韧性。此时，为了使偏光膜层不因干燥冲压而被破坏、产生微细的破碎片材，也推荐适当使用吸湿后的材料的方法。
接着，对单个透镜用片材进行预干燥处理后，在加热下热弯曲成球面或非球面而形成热弯曲片材。关于预干燥，在对单个透镜用片材进行热弯曲加工后，选择颜色不发生变化的条件。通常以60～80℃、优选65～75℃进行8小时以上、优选24小时左右的风干。
单个透镜用片材的热弯曲加工沿着模具表面弯曲。模具也可以为用于注射成型的模具。热弯曲加工通常使平面的单个透镜用片材成为部分球面、根据需要的椭圆面那样的三维曲面。伴随变形的能量最小的这样的加工是伴随收缩的加工，妨碍片材顺利收缩时，会产生波纹和褶皱，无法制造良品，因此为了确保片材地顺利收缩，优选进行温度、荷载的负荷等利用了缓缓的过重负荷的控制。
关于加热温度，选择比保护片材所使用的聚酰胺树脂的玻璃化转变温度低50℃(Tg-50℃)的温度以上且小于玻璃化转变温度(Tg)的温度作为加工温度。优选为比聚酰胺树脂的玻璃化转变温度低25℃(Tg-25℃)的温度以上、更优选低20℃(Tg-20℃)的温度以上且比玻璃化转变温度低5℃(Tg-5℃)的温度以下。
注射成型时的加工条件必须能够制造外观优异的透镜。因此，适当选择可以在没有溢料的范围内得到填充率高的透镜成型品的注射条件、例如注射压力、保持压力、计量、成型循环等。树脂温度也取决于聚酰胺树脂的熔融温度、聚酰胺树脂的组成，通常从230～320℃中适当选择，优选为250～300℃。注射压力从50～200MPa中适当选择。
另外，模具温度从比聚酰胺树脂的Tg低100℃(Tg-100℃)的温度以上至小于Tg的温度中选择，优选为70～120℃。
用于注射成型的热塑性树脂优选为聚酰胺树脂，更优选被称为非晶性聚酰胺的聚酰胺树脂。只要是热塑性的、并在热分解温度以下显示能够成型的熔融流动性、具有适度的Tg(玻璃化转变温度)即可，但为了不损害与功能性片材的界面的外观，优选选择与用于功能性片材的聚酰胺树脂的折射率相同或与其相近折射率的聚酰胺树脂。
对上述所制造的功能性透镜适当实施硬涂层处理，然后实施镜面涂层或防反射涂层等，制成产品。
关于硬涂层的材质或加工条件，需要外观、或对于基底的聚酰胺、或对于接着涂覆的镜面涂层或防反射涂层等无机层的密合性优异，从这一点考虑，硬涂层的烧制温度优选比聚酰胺树脂的玻璃化转变温度低50℃(Tg-50℃)的温度以上且小于玻璃化转变温度的温度，特别而言，更优选为比玻璃化转变温度低40℃(Tg-40℃)的温度以上且小于比玻璃化转变温度低15℃(Tg-15℃)的温度，最优选为低30℃(Tg-30℃)左右的低的温度。硬涂层的烧制时间大概为0.5～2小时。
上述所制造的功能性透镜由透镜制造商加工成作为最终产品的太阳镜或护目镜等而销售，另外，在个别的销售店(零售店)中进行打磨、打孔、螺栓紧固等各种产品用的透镜加工，制成太阳镜或护目镜等进行销售。
实施例
(气泡不良情况的评价)
对于按照后述的步骤制作的偏光片材，在后述的加工成透镜的阶段之前评价有无气泡产生。观察切成20×15cm的大小的单片片材，将每1片中观察到7个以上的长径50μm以上的气泡的片材评价为×，将观察到小于7个的气泡的片材评价为○，将没有观察到气泡的片材评价为◎，汇总于表2。
(偏光透镜的评价)
制作偏光片材后，在该偏光片材上注射成型聚酰胺树脂，制作注射成型透镜。后述的比较例的偏光片材在注射成型透镜的制作中产生了大量气泡，因此无法进行透镜的制作。实施例的注射偏光透镜外观都良好，是能够作为产品使用的程度。
(偏光膜的制作)
接着，使聚乙烯醇膜(Kuraray株式会社制造)在35℃的水中溶胀，之后，在含有二色性色素Kayarus Blue G(C.I.Blue 78)、Sumilight Red 4B(C.I.Red 81)、直接黄(Chrysophenine，C.I.Yellow 12)和10g/L的无水硫酸钠的35℃的水溶液中染色，在含有乙酸镍2.5g/L、硼酸5g/L的35℃的水溶液中浸渍，最终以达到4倍的倍率进行拉伸。对于该膜，在保持紧拉状态的状态下，以110℃加热处理3分钟，得到偏光膜，保管在低湿度保管库中直至下一工序。
(聚酰胺片材的制作)
(PA1)：将包含脂肪族和脂环族的非晶质透明聚酰胺树脂(EMS－CHEMIE公司、Grilamid TR90)加热熔解，利用短螺杆挤出机从T模挤出熔融树脂，利用冷却辊冷却后，使用卷绕机进行卷绕，通过这样的熔融挤出制法，制作Tg为155℃、厚度为200μm的聚酰胺片材(以下记为PA1)。其中，所制造的全部聚酰胺片材在制造后马上保管在低湿度保管库中。
(PA2)：除了使用包含脂肪族、脂环族和芳香族的非晶质透明聚酰胺树脂(EMS－CHEMIE公司、Grilamid TR55)以外，与PA1同样操作，得到Tg为160℃、厚度为200μm的聚酰胺片材(以下记为PA2)。
(PA3)：将除了使厚度成为250μm以外与PA1同样操作而得到的聚酰胺片材切出10cm见方，用夹具固定四角，以PA1的Tg(DSC测定中的中间点)温度保持20分钟后，以1.3倍的拉伸倍率只在一个轴向上进行拉伸，拉伸后保持紧拉状态，在室温下冷却30分钟，得到延迟为2000nm的拉伸聚酰胺片材(以下记为PA3)。
(PA4)：使用除了使厚度成为250μm以外与PA2同样操作而得到的聚酰胺片材，使拉伸倍率成为1.2倍，除此以外，按照与PA3相同的步骤获得拉伸聚酰胺片材(以下记为PA4)。
(PA5)：利用浇铸法将与上述所使用的PA1相同的透明聚酰胺树脂成型为80μm的厚度，获得聚酰胺片材(以下记为PA5)。
(PA6)：除了将包含脂肪族和芳香族的非晶质透明聚酰胺树脂(EMS－CHEMIE公司、Grivory G21)加热熔解而使用以外，与PA1同样操作，得到Tg为125℃、厚度为200μm的聚酰胺片材(以下记为PA6)。
(PA7)：按照与PA3相同的步骤对除了使厚度成为250μm以外与PA6同样操作而得到的聚酰胺片材进行拉伸，获得拉伸聚酰胺片材(以下记为PA7)。
(PA8)：使用除了使厚度成为530μm以外与PA1同样操作而得到的聚酰胺片材，使拉伸倍率为2.0倍，除此以外，按照与PA3相同的步骤进行拉伸，获得拉伸聚酰胺片材(以下记为PA8)。
(PA9)：除了将包含脂肪族和脂环族的非晶质透明聚酰胺树脂(Arkema公司、RILSAN CLEAR G850 Rnew)加热熔解而使用以外，与PA1同样操作，得到Tg为150℃、厚度为300μm的聚酰胺片材(以下记为PA9)。
(PA10)：使用除了使厚度成为450μm以外与PA9同样操作而得到的聚酰胺片材，使拉伸倍率成为2.0倍，除此以外，按照与PA3相同的步骤进行拉伸，获得拉伸聚酰胺片材(以下记为PA10)。
其中，关于聚酰胺片材的详细情况，汇总于表1。在23℃、85％RH的条件下，使用OX－TRAN 2/61(MOCON公司制造)进行氧透过度的测定。延迟值是使用大塚电子制造的延迟测定装置：RETS－100在波长590nm处测得的值。
(功能性片材的制作)
(实施例1)
在上述所获得的PA3上涂布热固化性聚氨酯系粘接剂，叠层上述所获得的偏光膜，向偏光膜剩下的一个面同样叠层PA3。叠层后，放置在70℃的恒温槽中使粘接剂固化，得到功能性片材。
关于按照上述步骤制作的功能性片材的两个表面，对上述的气泡进行观察评价，特别是气泡不良情况非常少，不会对透镜加工造成障碍。
接着，将上述所获得的功能性片材切出直径80mm的圆盘，在通过其中心的直线的两侧平行地切去相同量，切成宽度55mm的条形，以气氛温度125℃进行预加热，阴模为相当于6R(半径约65.6mm)的部分球面且表面温度为135℃，将硅橡胶制阳模的压制时间设为4秒，通过对阴模抽真空而使其吸附，在吹入热风温度为150℃的气氛下保持8分钟，得到热弯曲偏光片材。
将该热弯曲功能性片材供于没有度数的平光透镜用的注射成型。
将上述所制造的热弯曲功能性片材装在注射成型机模具模腔内，使用聚酰胺树脂(EMS－CHEMIE公司、Grilamid、TR－90)进行注射成型。注射成型条件设定为树脂温度310℃、注射压力125MPa、保持压力63MPa、模具温度80℃、注射循环70秒。
其结果为：得到良好的外观的聚酰胺偏光透镜。
(实施例2)
除了将PA4用于偏光膜的两个表面以外，与实施例1同样操作，得到功能性片材。之后，对气泡不良情况进行观察评价，气泡不良情况非常少，不会对透镜加工造成障碍。另外，与实施例1同样进行透镜加工，其结果为：得到没有不良情况、特别良好的聚酰胺偏光透镜。
(实施例3)
除了将PA3用于偏光膜的一个面并将PA1用于剩下的一个面以外，与实施例1同样操作，得到功能性片材。之后，在气泡的观察评价中，没有气泡。另外，使PA3成为透镜的凸面，与实施例1同样进行透镜加工，其结果为：得到没有不良情况、特别良好的聚酰胺偏光透镜。
(实施例4)
除了向片材侧的粘接层中添加螺吡喃系调光性色素0.25g而形成调光层以外，与实施例3同样操作，得到功能性片材。之后，对气泡进行观察评价，没有观察到气泡。另外，与实施例3同样进行透镜加工，其结果为：得到没有不良情况、特别良好的聚酰胺偏光透镜。
(实施例5)
除了将PA5用于偏光膜的一个面并将PA1用于剩下的一个面以外，与实施例1同样操作，得到功能性片材。之后，对气泡进行观察评价，没有观察到气泡。另外，使PA5成为透镜的凸面，与实施例1同样进行透镜加工，其结果为：得到没有不良情况、特别良好的聚酰胺偏光透镜。
(实施例6)
除了将PA8用于偏光膜的一个面并将PA1用于剩下的一个面以外，与实施例1同样操作，得到功能性片材。之后，对气泡进行观察评价，没有观察到气泡。另外，使PA8成为透镜的凸面，与实施例1同样进行透镜加工，其结果为：得到没有不良情况、特别良好的聚酰胺偏光透镜。
(实施例7)
除了将PA10用于偏光膜的一个面并将PA9用于剩下的一个面以外，与实施例1同样操作，得到功能性片材。之后，对气泡进行观察评价，没有观察到气泡。另外，使PA10成为透镜的凸面，与实施例1同样进行透镜加工，其结果为：得到没有不良情况、特别良好的聚酰胺偏光透镜。
(比较例1)
除了将PA7用于偏光膜的两个表面以外，与实施例1同样操作，得到功能性片材。之后，观察气泡，气泡多发，不适于透镜加工。
(比较例2)
除了将PA7用于偏光膜的一个面并将PA6用于剩下的一个面以外，与实施例1同样操作，得到功能性片材。之后，对气泡不良情况进行观察评价，气泡频发，不适于透镜加工。
[表1]
聚酰胺片材的制作
Figure BDA0002323458640000181
[表2]
功能性片材的制作
Figure BDA0002323458640000191

Claims (7)

1.一种聚酰胺功能性片材，其特征在于：
其是通过在功能层的两个面隔着粘接层配置由透明塑料片材或膜形成的保护层而成的功能性片材，
所述功能层为聚乙烯醇系偏光膜层、调光层或它们的组合，
所述保护层为包含聚酰胺树脂的片材或膜，并且，在23℃、85％RH的条件下，氧透过度为50cm3/m2·24hr·bar以上，
功能层的一个面的保护层没有被拉伸处理，没有被拉伸处理的保护层成为所述功能性片材的凹面侧。
2.如权利要求1所述的聚酰胺功能性片材，其特征在于：
所述保护层的聚酰胺树脂为非晶性或微结晶性聚酰胺树脂。
3.如权利要求1或2所述的聚酰胺功能性片材，其特征在于：
所述粘接层包含聚氨酯树脂系粘接剂。
4.如权利要求1或2所述的聚酰胺功能性片材，其特征在于：
所述保护层的延迟值为200nm以下或2000nm以上。
5.一种聚酰胺功能性透镜，其特征在于：
其是使用权利要求1～4中任一项所述的功能性片材而得到的。
6.一种聚酰胺功能性透镜的制造方法，其特征在于，包括：
将权利要求1～4中任一项所述的功能性片材冲压成单个透镜用片材的工序；和
对该透镜用片材进行热弯曲加工的工序。
7.一种聚酰胺功能性透镜的制造方法，其特征在于，包括：
将权利要求1～4中任一项所述的功能性片材冲压成单个透镜用片材的工序；
对该透镜用片材进行热弯曲加工的工序；和
在该热弯曲加工后的片材的凹面侧热熔接热塑性树脂的工序。
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