CN1208634C - 偏光光学复合体及偏光镜 - Google Patents

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Abstract

一种耐冲击性优良并且偏光度高的光学用复合体，可用来制造例如耐冲击性优良、安全性好并且可以防止刺眼的护目镜、太阳镜、普通眼镜等，该偏光光学复合体具有由偏光膜层夹持于两层保护膜层之间而形成的偏光板，在上述偏光膜层的一侧具有至少两层由互不相同的材料构成的层成为一体。

Description

偏光光学复合体及偏光镜
                     背景技术
本发明涉及用于提供组装有偏振光镜膜层的耐强烈冲击的光学用复合体，例如在耐强烈冲击的护目镜、太阳镜、带度数的太阳镜中使用的透镜基材及技术。
在雪撬、滑雪板、冰鞋、快艇、赛艇、自行车、摩托车等体育运动器材领域或在制造业，一般为建筑土木等工业领域中使用的护目镜、眼镜类，其使用目的是为了防止直射光和反射光的刺眼以及防止风、雪、雨、海水、水、砂子、药品、异物等对眼睛的侵害。另外，一般用途的太阳镜和带度数的太阳镜，其使用目的是为了防止直射光和反射光的刺眼。
迄今为止，一般使用通过在偏振光镜膜层的两面覆盖以玻璃而形成的偏光性玻璃透镜，或者通过将偏振光镜膜层置于模具内然后铸塑成型而制得的偏光性塑料透镜，其例子是偏光性CR-39透镜。
另外，已知的例子还有，把一块由两片聚碳酸酯薄膜夹持着偏振光镜膜层而形成的具有层合结构的偏光板置于模型中，然后通过插入式注射成型法来使聚碳酸酯膜中的聚碳酸酯树脂层发生热粘合，从而制得光学用复合成型物(特开平8-52817号公报)。
上述的任一种材料都是只使用玻璃、CR-39、聚碳酸酯之中的一种材料作为保护膜来保护偏振光镜膜层。
对于上述用玻璃将偏振光镜膜层的两面覆盖而形成的偏光性玻璃透镜片来说，由于覆盖层的基材是玻璃，因此容易破损，而且基材的热成型困难，因此加工性不够好。
另外，对于将偏振光镜膜层插入模具中然后铸塑成型而制得的偏光性塑料透镜来说，将偏振光镜膜层组装到模具中需要较高的技术，同时由于在铸塑成型过程中经受长时间的加热，因此使偏振光镜膜层发生收缩或热分解，从而使其偏光性能降低，这是存在的问题。
另外，在特开平8-52817号公报中公开了一种通过插入式注射成型法来使聚碳酸酯树脂层热粘合到偏光板最外层的聚碳酸酯薄膜上而制得的光学用复合成型物，对于这种产品，由于偏光板与树脂层过于接近，使得成型时产生的热直接地传到偏光板中，因此，与铸塑成型的情况相同，存在由于偏光膜层的收缩或热分解所导致的偏光性能降低的问题。
                     发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的技术方案是一种偏光光学复合体，该复合体具有由偏光膜层夹持于两层保护膜层之间而形成的偏光板，其特点在于，
在上述偏光膜层的一侧具有至少两层由互不相同的材料构成的膜层并成为一体。
本发明的另一个技术方案是一种偏光光学复合体，该复合体具有由偏光膜层夹持于两层保护膜层之间而形成的偏光板，其特点在于，
在上述偏光膜层的两侧皆具有粘接层，在这两层粘接层的任一层的外侧具有由与粘接于偏光膜层上的层不同的材料或组成不同的材料构成的膜层并成为一体。
本发明的另一个技术方案是一种偏光光学复合体，该复合体具有由偏光膜层夹持于两层保护膜层之间而形成的偏光板，其特点在于，
在上述偏光板的两侧，通过粘合剂把由一些与上述保护膜层不同的材料构成的膜层层合在一起，在该层合而成的层中，由与粘合于上述偏光膜层上的保护膜层不同的材料或组成不同的材料构成的层成为一体地层合在一起。
本发明的另一个技术方案是一种偏光光学复合体，其特点在于，在偏光膜层的两侧，由互不相同的材料或者组成互不相同的材料构成的层合物通过粘合剂层合在一起，进而在该层合物的一方，由与上述任一种层合物皆不相同的材料或组成不相同的材料构成的层成为一体地层合在一起。
本发明的另一个技术方案是一种偏光光学复合体，该复合体具有由偏光膜层夹持于两层保护膜层之间而形成的偏光板，其特点在于，
在上述偏光板的两侧，通过粘合剂把由与上述保护膜层不同的材料构成的层一体地层合在一起。
本发明的另一个技术方案是一种偏光透镜，该偏光透镜具有由偏光膜层夹持于两层保护膜层之间而形成的偏光板，其特点在于，
在上述偏光膜层的一侧，具有至少两层由互不相同的材料构成的层成为一体。
本发明的另一个技术方案是一种偏光透镜，该偏光透镜具有由偏光膜层夹持于两层保护膜层之间而形成的偏光板，其特点在于，
在上述偏光透镜的凹面侧，设置有一体地层合在粘接于偏光膜层上的保护膜层的凹面侧上而形成的层，该层合形成的层是由与粘接到处于上述偏光透镜的凸面侧的偏光膜层上的保护膜层不同的材料或不同组成的物质构成的。
本发明的另一个技术方案是一种偏光透镜，其特点在于，在偏光膜层的两侧，由互不相同的材料或者组成互不相同的材料构成的层合物通过粘合剂层合在一起，进而在该层合物的一方，由与上述任一种层合物皆不相同的材料或组成不相同的材料构成的层成为一体地层合在一起。
本发明的另一个技术方案是一种偏光透镜，其特点在于，在偏光膜层的两侧，具有由三乙酸酯构成的保护膜层层合而成的偏光板，在上述偏光板的一方贴合有薄膜，通过模具内处理将一种与上述薄膜同样的材料注射成型来使上述薄膜与偏光板一体化。
本发明的另一个技术方案是一种偏光透镜，其特点在于，在偏光膜层的一侧，层合由三乙酸酯构成的保护膜，同时，在偏光膜层的另一侧，具有由一种与上述一侧的保护膜层的三乙酸酯不同的材料或组成不同的三乙酸酯构成的保护膜层层合而成的偏光板，在上述偏光板的一方贴合有薄膜，通过模具内处理将一种与上述薄膜同样的材料注射成型来使上述薄膜与偏光板一体化。
本发明的另一个技术方案是一种偏光透镜，该偏光透镜具有由偏光膜层夹持于两层保护膜层之间而形成的偏光板，其特点在于，
上述偏光板的保护膜层由组成互不相同的聚碳酸酯构成，在上述偏光板的一方贴合有薄膜，通过模具内处理将一种与上述薄膜同样的材料注射成型来使上述薄膜与偏光板一体化。
本发明的另一个技术方案是一种偏光透镜，其特点在于，
在偏光膜层的两侧具有由三乙酸酯构成的保护膜层层合而成的偏光板，
在上述偏光板的一方层合有聚碳酸酯薄膜，在聚碳酸酯薄膜的表面上通过模具内处理将聚碳酸酯注射成型来使上述聚碳酸酯薄膜与偏光板一体化。
本发明的另一个技术方案是一种偏光透镜，其特点在于，
在偏光膜层的两侧具有由三乙酸酯构成的保护膜层层合而成的偏光板，
在上述偏光板的一方层合有尼龙薄膜，在该尼龙薄膜的表面上通过模具内处理将尼龙注射成型来使上述尼龙薄膜与偏光板一体化。
本发明的另一个技术方案是一种偏光光学复合体，该复合体具有由偏光膜层夹持于两层保护膜层之间而形成的偏光板，其特点在于，
作为上述保护膜层层，可以使用选自包含下述各种聚合物的热塑性树脂薄膜中的任一种材料，所说聚合物包括：聚酰胺类、聚酯类、聚苯乙烯类、包括甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸环己酯等的均聚物、共聚物的丙烯酸类、氯乙烯类、聚苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯类、丙烯腈-苯乙烯类、聚-4-甲基戊烯-1、在主链上具有andamanthan环或环戊烷环的主链烃类、聚氨酯类、三乙酰纤维素等的纤维素类，
在上述保护膜层层的一方贴合有薄膜，通过模具内处理将一种与上述薄膜同样的材料注射成型来使上述薄膜与偏光板一体化，并且在上述偏光板的凹面侧具有至少两层由互不相同的材料构成的层成为一体。
1.偏光透镜，是通过由在偏光板的一侧粘接树脂膜层制成中间复合体的工序、将中间复合体配置到金属模具中的工序、以及往金属模具中将热成型树脂层注射成型与中间复合体一体化的工序构成的方法制造的，所述偏光板是在三乙酸酯的保护膜层间夹持偏光膜层而成，树脂膜层与注射成型的热成型树脂层由相同材料构成。
2.上述1记载的偏光透镜，其中，所述树脂膜层与注射成型的热成型树脂层由聚碳酸酯形成。
3.上述1记载的偏光透镜，其中，所述树脂膜层与注射成型的热成型树脂层由聚酰胺构成。
4.偏光透镜，是通过由在偏光板的一侧粘接树脂膜层制成中间复合体的工序、将中间复合体配置到金属模具中的工序、以及往金属模具中将热成型树脂层注射成型与中间复合体一体化的工序构成的方法制造的，所述偏光板具有凹面侧和凸面侧，由2层的保护膜层间夹持偏光膜层而成，所述保护膜层分别由聚碳酸酯、在主链上具有金刚烷环的主链烃类、纤维素树脂以及三乙酰纤维素构成的组中选出的树脂构成，在偏光板的凹面侧配置由聚酰胺、聚碳酸酯、聚酯构成的组中选出的树脂膜层、以及与树脂膜层相同材料构成的热成型树脂层。
               对优选实施方案的描述
下面对本发明中使用的偏光板进行说明。本发明的偏光板具有由两张保护膜层夹持着一张偏振光镜膜层而形成的层合结构。
偏振光镜膜层通常是一种膜厚在0.1mm以下具有均匀厚度的聚乙烯醇、聚乙烯醇缩乙醛、聚乙烯醇缩丁醛等的树脂膜进行单向拉伸形成的薄膜，或者通过对这些薄膜进行缩甲醛化等稳定化处理而获得的单向拉伸薄膜。虽然该薄膜本身也具有一定的偏光性能，但是在实用上优选是其偏光度在80％以上，更优选在95％以上的薄膜。
为了获得高的偏光度，可以采用将碘或二色性染料掺杂到上述单向拉伸薄膜中的方法，对于本发明的偏振光镜膜层层来说，按照碘掺杂法、染料掺杂法中的任一种方法制备的产品皆可以使用。
与使用染料的染料掺杂法相比，使用碘的碘掺杂法的特征是，它使偏振光镜膜层带色的程度很轻，而且容易获得高的偏光度，但在另一方面，其缺点是耐热性较差。另外，虽然染料掺杂法具有较高的耐热性，但是它会使掺杂用染料的固有颜色出现在偏振光镜膜层上，这是存在的问题。
本发明的保护膜层层通常是一种挤出成型或溶剂法铸塑成型的薄膜。
挤出成型的保护膜层层是包含下述各种聚合物的热塑性树脂的薄膜，所说聚合物包括：聚碳酸酯类、聚酰胺类、聚酯类、聚苯乙烯类、包括甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸环己酯等的均聚物、共聚物的丙烯酸类、氯乙烯类、聚苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯类、丙烯腈-苯乙烯类、聚-4-甲基戊烯-1、在主链上具有金刚烷环或环戊烷环的主链烃类、聚氨酯类、三乙酰纤维素等的纤维素类。
作为偏光膜层的保护膜层，希望使用光学各向异性尽可能少的保护膜层，为了减轻光学各向异性的形成，推荐使用光弹性系数低的树脂，例如三乙酰纤维素、二乙酰纤维素等的乙酰纤维素、三丙基纤维素、二丙基纤维素等的丙基纤维素，以及聚甲基丙烯酸甲酯、在主链上具有金刚烷环或环戊烷环的主链为烃类的树脂，例如JSR社制的“Arton(ァ一トン)”、日本Zeon社制的“Zeonex(ゼォネクッス)”、三井化学社制的“Apel(ァペル)”等。在本发明中优选使用上述物质中的乙酰纤维素和丙基纤维素。
在各种制造方法中，为了尽可能少地产生光学的各向异性，优选使用按溶剂铸塑成型法制的保护膜层。
为了能按溶剂铸塑法进行成型，上述树脂优选是能够以高浓度溶解于低沸点的溶剂中并且能够容易地脱除溶剂的树脂。为此，优选使用三乙酰纤维素、二乙酰纤维素、三丙基纤维素、二丙基纤维素等的乙酰纤维素、丙基纤维素、在主链上具有金刚烷环或环戊烷环的主链为烃的树脂，例如JSR社制的“Arton”、日本Zeon社制的“Zeonex”、三井化学社制的“Apel”等，以及聚双酚A碳酸酯等的聚碳酸酯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂等。其中，从高透明度、能够简单地着色和薄膜容易制造等方面考虑，特别优选使用乙酰纤维素和丙基纤维素。
关于溶剂铸塑成型法，现在描述其中的一种方法，即，将聚合物溶液流延于带状薄板或平板上，然后对其进行加热或减压处理以使其中的溶剂脱除的方法。按溶剂铸塑法成型的保护膜层的厚度优选为0.01～1.5mm左右，更优选为0.02～1.2mm左右。如果厚度不是0.01mm，则保护膜层本身难以制备。另一方面，如果厚度超过1.5mm，则难以使溶剂均匀地脱除，因此其制造成本有高额化的倾向。
作为本发明的偏光板，推荐使用一种偏光膜层被夹持在中间的形状的偏光板，也就是利用粘合剂或粘结剂将保护膜层粘贴到偏光膜层两侧表面上而形成的偏光板。粘合剂或粘结剂必须对水、热、光等具有长期的耐久性，但是只要基本上合格即可使用，对此没有特殊限定。
作为粘合剂的例子，可以举出：异氰酸酯类、聚氨酯类、聚硫脲烷类、环氧化物类、乙酸乙烯类、丙烯酸类、蜡类等。作为粘结剂，可以举出乙酸乙烯类、丙烯酸类等。
这些粘合剂或粘结剂可以通过照相凹版涂布法、胶版涂布法等的常规涂布方法均匀地涂布于保护膜层或偏光膜层上。粘合剂层或粘结剂层的厚度通常为0.1～100μm，优选为0.5～80μm。粘合剂层或粘结剂层的厚度如果不足0.1μm，则其粘合力低下，而如果其厚度超过100μm，则粘合剂或粘结剂就会从光学用复合体的端面渗出。
将粘合剂或粘结剂预先涂布好或者在即将贴附上述薄膜之前涂布好，然后用辊子直接将上述各薄膜相互压合或者在剪断的状态下相互压合，根据需要可以通过固化处理的方法来进行粘合。
为了提高粘合剂层或粘结剂层在各薄膜层之间的粘合力，可以事先对保护膜层、偏光膜层的表面进行酸、碱等化学药液的处理、紫外线处理、等离子体或电晕放电处理。
下面对本发明的树脂膜层进行说明。可以作为树脂膜层使用的物质是包含下述各种聚合物的热塑性树脂的薄膜，所说聚合物包括：聚碳酸酯类、聚酰胺类、聚酯类、聚苯乙烯类、包括甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸环己酯等的均聚物、共聚物的丙烯酸类、氯乙烯类、聚苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯类、丙烯腈-苯乙烯类、聚-4-甲基戊烯-1、在主链上具有金刚烷环或环戊烷环的主链烃类、聚氨酯类、三乙酰纤维素等的纤维素类。
希望使用光学各向异性尽可能少的树脂，而从高透明性、无色性、优良耐冲击性、优良耐热性的观点考虑，特别优选使用聚碳酸酯、聚酰胺和聚酯。
作为聚碳酸酯，可以举出聚双酚A的碳酸酯。除此之外，还可以举出：1，1′-二羟基二苯基-苯甲基甲烷、1，1′-二羟基二苯基-二苯基甲烷、1，1′-二羟基-3，3′-二甲基二苯基-2，2-丙烷的各种均聚的聚碳酸酯、由它们相互共聚的共聚碳酸酯、与双酚A共聚的聚碳酸酯。作为上述聚合物的总称，在本发明中将其称为聚碳酸酯。
一般说来，作为聚碳酸酯的缺点，可以举出，它容易产生大的双折射。也就是说，容易由于在成形体内部的成形应力或局部的取向而引起光学的各向异性。因此，根据本发明，在使用聚碳酸酯的情况下，很重要的一点是尽可能地防止光学各向异性的形成，作为其对策，优选使用聚合度较低的树脂，因为这类树脂的流动性好，成型时不易承受过度的切断力，同时不易引起过多的残留应力或局部的取向。根据本发明，特别推荐使用聚合度在120以下，优选在100以下的聚碳酸酯。
作为聚酰胺，可以举出：由1，6-己二胺、间苯二甲胺、双(对氨基环己基)甲烷、3，3-二甲基-4，4-二氨基二环己基甲烷、三甲基-1，6-己二胺等的二胺成分与己二酸、十二烷二酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸等的二羧酸成分生成的缩聚物，或者由己内酰胺等的内酰胺类生成的缩聚物。
由于需要很高的透明性，因此优选使用被称为非晶性尼龙或透明尼龙的聚酰胺。优选使用例如由AIMS(ェムス)社生产的“Glylamide(グリルァミド)TR-5”、“Glylamide TR-90”、由HUELS社生产的“Torogamide(トロガミド)CX-7323”等产品。透明尼龙一般的特征是很少发生光学的各向异性。另外，其耐溶剂性也有高于聚碳酸酯的倾向。
作为聚酯，优选使用由对苯二甲酸、间苯二甲酸等的二羧酸与乙二醇、丁二醇、1，4-环己烷二醇等的二醇生成的聚缩物；与聚对苯二甲酸乙二醇酯生成的共聚物；与聚对苯二甲酸丁二醇酯生成的共聚物。
作为树脂膜，优选是实质上没有分子取向性的或者是已消除了分子取向性的树脂膜。
现在描述一种制造方法，将熔融的聚合物从一个水平扁长的金属嘴中挤出，使其落到一个夹持器或移动的带子上，不进行可能伴随发生分子取向的纵向或横向的拉伸，或者采用在进行的状态下使树脂按薄膜状固化的方法(T模压法)和将树脂按气球状挤出，然后使其固化的方法(管膜法)。
不管是聚碳酸酯、聚酰胺或聚酯，只要是作为树脂膜使用的薄膜，优选都是通过溶剂法铸塑成型的无拉伸薄膜或者是进行轻度双向拉伸的薄膜，但是，当树脂难以产生光学各向异性时，就不受上述方法的限制。
另外，所用树脂膜的厚度一般为0.01～2.0mm左右，优选为0.03～1.5mm左右。如果膜厚不足0.01，则树脂膜与下述的热成型树脂层的热粘合性容易降低。如果膜厚超过2.0mm，则会使树脂膜的弯曲刚性增大以及有可能导致其粘合性或加工性的降低。
本发明的光学用复合体，推荐按下述方法制备，即：作为中间阶段，首先利用粘合剂或粘结剂将上述偏光板的保护膜层的一层与上述的树脂薄膜粘合而成(下文简称为中间复合体)。
作为粘合剂的例子，可以举出：异氰酸酯类、聚氨酯类、聚硫脲烷类、环氧化物类、乙酸乙烯类、丙烯酸类、蜡类等。作为粘结剂，可以举出乙酸乙烯类、丙烯酸类等。
这些粘合剂或粘结剂可以通过照相凹版涂布法、胶版涂布法等的常规涂布方法均匀地涂布于偏光板或树脂膜上。粘合剂层或粘结剂层的厚度通常为0.1～100μm，优选为0.5～80μm。粘合剂层或粘结剂层的厚度如果不足0.1μm，则其粘合力低下，而如果其厚度超过80μm，则粘合剂或粘结剂就会从光学用复合体的端面渗出。
将粘合剂或粘结剂预先涂布好或者在即将贴附上述偏光板和树脂膜之前涂布好，然后用辊子直接将上述各薄膜相互压合或者在剪断的状态下相互压合，根据需要可以通过固化处理的方法来进行粘合。
为了提高粘合剂层或粘结剂层在各薄膜层之间的粘合力，可以事先对偏光板和树脂膜的表面进行酸、碱等化学药液的处理、紫外线处理、等离子体或电晕放电处理。
下面对本发明的热成形树脂层进行说明。可以作为热成形树脂层使用的树脂优选是包含下述各种聚合物的热塑性树脂，所说聚合物包括：聚碳酸酯类、聚酰胺类、聚酯类、聚苯乙烯类、包括甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸环己酯等的均聚物、共聚物的丙烯酸类、氯乙烯类、聚苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯类、丙烯腈-苯乙烯类、聚-4-甲基戊烯-1、在主链上具有金刚烷环或环戊烷环的主链烃类、聚氨酯类、三乙酰纤维素等的纤维素类。
本发明中的树脂膜和热成型树脂层只要是能够进行热粘合的热塑性树脂即可，对此没有特殊限定。
作为热成形树脂层，希望使用光学各向异性尽可能少的树脂，而从高透明性、无色性、优良耐冲击性、优良耐热性的观点考虑，特别优选使用聚碳酸酯、聚酰胺和聚酯。
作为聚碳酸酯，可以举出聚双酚A碳酸酯。除此之外，还可以举出：1，1′-二羟基二苯基-苯甲基甲烷、1，1′-二羟基二苯基-二苯基甲烷、1，1′-二羟基-3，3′-二甲基二苯基-2，2-丙烷的各种均聚的聚碳酸酯、由它们相互共聚的共聚碳酸酯、与双酚A共聚的聚碳酸酯。
一般说来，作为聚碳酸酯的缺点，可以举出，它容易产生大的双折射。也就是说，容易由于在成形体内部的成形应力或局部的取向而引起光学的各向异性。因此，根据本发明，在使用聚碳酸酯的情况下，很重要的一点是尽可能地防止光学各向异性的形成，作为其对策，优选使用聚合度较低的树脂，因为这类树脂的流动性好，成型时不易承受过度的切断力，同时不易引起过多的残留应力或局部的取向。根据本发明，特别推荐使用聚合度在120以下，优选在100以下的聚碳酸酯。
作为聚酰胺，可以举出：由1，6-己二胺、间苯二甲胺、双(对氨基环己基)甲烷、3，3-二甲基-4，4-二氨基二环己基甲烷、三甲基-1，6-己二胺等的二胺成分与己二酸、十二烷二酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸等的二羧酸成分生成的缩聚物，或者由己内酰胺等的内酰胺类生成的缩聚物。
由于需要很高的透明性，因此优选使用被称为非晶性尼龙或透明尼龙的聚酰胺。优选使用例如由AIMS(ェムス)社生产的“Glylamid e(グリルァミド)TR-5”、“Glylamide TR-90”、由HUELS社生产的“Torogamide(トロガミド)CX-7323”等产品。透明尼龙一般的特征是很少发生光学的各向异性。另外，其耐溶剂性也有高于聚碳酸酯的倾向。
作为聚酯，优选使用由对苯二甲酸、间苯二甲酸等的二羧酸与乙二醇、丁二醇、1，4-环己烷二醇等的二醇生成的缩聚物；与聚对苯二甲酸乙二醇酯生成的共聚物；与聚对苯二甲酸丁二醇酯生成的共聚物。
作为树脂膜和热成型树脂层，必须在热粘合达到实用水平的粘合强度，因此，树脂膜的树脂与热成型树脂层的树脂二者优选是同系统的树脂。当两者是完全相同的树脂的情况下，可以特别好地达到本发明的目的。
下面举出将热成型树脂层热粘合到中间复合体的树脂膜上的热粘合方法的例子来说明本发明的光学用复合体的制备方法。
热成型法是指压缩成型法、连续自动送进成型法、注射成型法等通过将热熔融的树脂挤压入金属模型中进行成型的方法。从生产性为精密性等考虑，基本上说，特願平10-49707中公开的插入式注射成型法是较好的方法。
也就是说，这种注射成型法是将中间复合体按照需要热粘合的表面朝向内侧的方式配置于金属模型内的一侧表面上，然后向该表面注射树脂层并使其成型。
其中，对于象太阳镜、护目镜、矫正透镜等特别需要精密性的用途来说，优选是插入式的注射压缩成型法。注射压缩成型法是以低压力将树脂注射到金属模型中，然后在高压下将金属模型关闭并向树脂施加压缩力，因此在成型体中不易由于成型应力或成型时的局部取向而产生光学的各向异性。另外，通过控制均匀地施加到树脂上的金属模型压缩力，就能在一定比容的条件下将树脂冷却，因此可以获得尺寸精度高的成型品。
上述的方法特别适用于双折射大的聚碳酸酯树脂。当以本发明的中间复合体部分的厚度作为A并以热成型树脂层的厚度作为B时，在本发明的光学用复合体的全部区域中，A通常为0.03mm至3mm左右的均匀厚度。另一方面，B存在厚度均匀和厚度发生变化的两种情况，在厚度发生变化的情况下，象负度数的透镜或正度数的透镜那样，从透镜的中心部分至周边部分，厚度B发生连续的变化。如果从光学用复合体的中央至半径35mm以内的范围内考察，那么，根据本发明，B在所有的区域通常都在0.5mm至20mm左右的范围内，这样在实用上较为有利。下面描述通过模具内处理来增加透镜厚度的理由。
例如，对于象太阳镜那样的平光镜和所谓矫正度数(光焦度)不包括在内的透镜来说，其凸面和凹面的曲率只是透镜厚度的差别，而看到的仍是相互平行的形状。可是，象具有这种形状的太阳镜那样由于形成球面而产生了球面象差。
例如对于玻璃来说，在6Curve Lens各自的厚度为2mm的情况下，存在-0.1D左右的度数(光焦度)。
这种球面象差不仅在光学上是常识，而且关于透镜的设计，在东京电机大学出版局发行的“光学的知识”，理学博士山田幸五郎著，1966年2月出版中公开了下述方案
r1＝R2+((n-1)t/n或r2＝r1-((n-1)t/n式中，r1表示透镜的凸面，r2表示透镜的凹面，n表示透镜材料的折射率，t表示透镜的厚度，按照该公式进行透镜设计，就可制得一种能够排除球面象差的光学性能优良的透镜。按照该公式设计、制造的凹凸透镜，在通过其光学中心的断面中，其凸面和凹面是不平行的，透镜在光学中心处的厚度较厚，而在周边区域的厚度则逐渐变薄。为了要消除这样的球面象差，仅仅通过使偏光板按球面进行弯曲不能制成理想的平光镜，因此，为了补正球面象差，必须在设计好的金属模具内进行注射成型。
在本发明中，作为光学用复合体的优选方案，建议将可见光透过率调整至10～80％，优选调整至15～70％。如果可见光透过率不是10％，则在将光学用复合体作为护目镜等使用时就会导致视野过暗，因此很可能成为自由行动的障碍。另外，如果可见光透过率越过80％，则会使透镜对刺眼的缓和效果降低。
为了实现上述可见光透过率的范围，可以采用的方法是使偏光膜层、保护膜层、树脂膜和热成型树脂层中的至少一层含有染料、颜料等色素。另外，也可以采用在粘合剂或粘结剂的至少一层中含有染料、颜料等色素的方法。通常，将染料、颜料等色素配合到上述诸薄膜层、热成型树脂层、粘合剂层、粘结剂层等的任一层中都是简便易行的，并且可以满意地达到目的。
作为适用的色素，可以是染料、颜料中的任一种，但是，从透明感优良方面考虑，通常优选使用染料。另一方面，从对水、热、光等的长期耐久性方面考虑，通常优选使用颜料。
对本发明中使用的染料和颜料的种类没有特殊限定，只要对退色等现象具有长期的耐久性能即可。一般地包括：偶氮类、蒽醌类、靛蓝类、三苯基甲烷类、呫吨类、噁嗪类等的染料。另外，作为颜料，包括酞菁类、喹吖酮类、偶氮类等的有机颜料；群菁蓝、铬绿、镉黄等的无机颜料。
下面对本发明的光学用复合体各层的构成示出代表例。在此处，以P表示偏光膜层层、H表示保护膜层层、S表示树脂薄层、T表示热成型树脂层；关于树脂种类，以(v)表示聚乙烯醇类、(ac)表示乙酰纤维素类、(c)表示聚碳酸酯类、(am)表示聚酰胺类、(e)表示聚酯类。另外，以斜线/表示粘合剂层或粘结剂层、双斜线//表示热粘合部分。虽然对保护膜层层H只举出了乙酰纤维素的例子，但是，聚碳酸酯类或光弹性系数低的树脂也很适合使用。
(1)H(ac)/P(v)/H(ac)/S(c)//T(c)
(2)H(ac)/P(v)/H(ac)/S(am)//T(am)
(3)H(ac)/P(v)/H(ac)/S(e)//T(e)
本发明的光学用复合体优选是对其中的至少一个侧面经过硬涂层加工的产品。作为硬涂层，可以使用硅烷、环氧化物类等的热固型硬涂层，丙烯酸类、环氧化物类等活性光固化型硬涂层中的任一种类型的硬涂层。膜厚通常为0.5～15μm左右，但是根据情况，为了达到提高粘合性等目的，可以在涂覆丙烯酸酯类等的底涂层之后再在其上面进行硬涂层加工。
另外，本发明的光学用复合体优选对其至少一侧的表面进行防反射加工。防反射加工的方法通常是在硬涂层上通过真空淀积法等按光学涂膜的厚度层合2～8层左右在相邻两层之间的折射率互不相同的无机质涂膜，或者通过湿式方法按光学涂膜的厚度层合1～3层左右的有机涂膜。
另外，本发明的光学用复合体优选对其至少一侧的表面进行防雾加工。防雾加工通常是按1～50μm左右的膜厚涂覆一层聚乙烯醇类或聚乙烯吡吡咯烷酮类的亲水性树脂。另外，在乙酰纤维素类树脂的情况下，可以通过对其表面进行碱化处理来赋予防雾性。
另外，本发明的光学用复合体优选对其至少一侧的表面进行防污加工。防污加工通常是为了防止防反射膜被指纹等有机物质污染以及为了容易擦试的目的，一般是通过真空淀积法或湿式法按数10nm至数μm数量级的膜厚来涂覆一层含氟类有机化合物。
另外，本发明的光学用复合体优选对其至少一侧的表面进行镜面加工。镜面加工通常是在硬涂层上通过真空淀积法涂覆一层铝、银、金、铂等的金属膜。
作为本发明偏光透镜的偏光膜层，可以是聚乙烯醇与碘组合而成的碘类偏光膜层、聚乙烯醇与染料组合而成的染料类偏光膜层。碘类偏光膜层的偏光性能优良，但是其耐热性较差，在遇热时其中的碘就挥发出来，从而丧失其偏光性能。另一方面，染料类虽然其偏光性能稍差，但是其耐热温度高，这是其特征。
下面说明偏光膜层的制造方法，偏光膜层可以通过在将聚乙烯醇拉伸之后再用碘或染料将其浸渍而制得。然后，为了将其加工成偏光透镜，可按下述方法和工序进行。
①将偏光膜层切断成透镜形状→将其加热弯曲→从其两面用玻璃片夹持制成层合物→玻璃制的偏光镜。
②将偏光膜层切断成透镜形状→将其加热弯曲→将一块按玻璃模型加热弯曲的偏光膜层支持在玻璃模型的中间，然后向其中注入CR39单体→加热固化→CR39制的偏光镜。
③用保护膜层将偏光膜层夹持着以形成层合物→将其切断成透镜形状→加热成型→三乙酸酯的偏光镜或聚碳酸酯的偏光镜。
④用保护膜层将偏光膜层夹持着以形成层合物→将其切断成透镜形状→加热成型→模具内处理→聚碳酸酯制的成型偏光镜。
①的方法与使用塑料保护膜层的方法不同，①的方法是使用预热成型的玻璃替代塑料保护膜层，从加热成型的偏光膜层的两面通过粘合剂层合在一起来形成层合物。因此，偏光膜层的一方只由玻璃一种材料构成。
②的方法是将加热成型的偏光膜层支持在玻璃铸模的中央，然后用CR39单体和催化剂的混合液将玻璃模型灌满，通过加热使其固化。在此情况下制成的偏光镜，其中的偏光膜层的一方只由CR39一种材料构成。
对于按③的方法制成的偏光镜，使用三乙酸酯或聚碳酸酯作为偏光膜层的保护膜层，在三乙酸酯的情况下，使用碘类的偏光膜层，但是在聚碳酸酯保护膜层的情况下，从后续热成型时的耐热性方面考虑，使用染料类的偏光膜层。将偏光板切断成透镜的大小，然后，在三乙酸酯的情况下在80℃的温度环境中加热成型，而在聚碳酸酯的情况下则在130℃的温度环境中加热成型。按照该方法制成的偏光镜也是在偏光膜层层的一方只由三乙酸酯或聚碳酸酯等的一种材料构成。
④的方法是将一块由聚碳酸酯作为保护膜层的偏光板切断成透镜大小，然后将其加热成型，接着将该加热弯曲的偏光板支持在透镜的注射模型的凸面侧，向透镜的凹面侧注射一种与保护膜层相同材料的聚碳酸酯以使其成型并成为一体化。按照该方法，从偏光膜层在加热成型时的耐热性方面考虑，使用染料类的偏光膜层。该项技术已公开在特开平8-52817号公报中。对于按该方法制成的偏光镜来说，偏光膜层的一方也是只由聚碳酸酯一种材料构成。如果向三乙酸酯的表面直接注射成型的材料是聚碳酸酯，那么由于材料不同，因此不能采用热熔融的方法。
如上所述，按照上述的实施方案，使用一种由三乙酸酯夹持着偏光性能优良的碘类偏光膜层而形成的偏光板，再用耐冲击性优良的材料与其一起进行模具内处理而使其成为一体化，这样就能提供一种偏光性能优良并且耐冲击性也优良的偏光镜。
如上所述，由于三乙酸酯和聚碳酸酯是不同的材料，因此，在直接注射成型时不能采用热熔融的方法，在由三乙酸酯夹持着偏光膜层而形成的偏光板的一方，通过粘合聚碳酸酯的薄膜而形成的层合偏光复合体的薄膜，将此薄膜切断成透镜的大小，然后按照聚碳酸酯的表面成为凹面的方式来进行热成型，由于可以在三乙酸酯的热成型温度下进行热成型，因此不会使碘类偏光膜层丧失其偏光性能。然后，将热成型的偏光复合体支持在透镜的注射模型的凸面侧，用聚碳酸酯进行注射成型，从而制成偏光镜。按该方法制成的透镜的特征是在其凹面侧由三乙酸酯和聚碳酸酯这两种不同的材料构成。
因此，按照本发明的上述实施方案，在偏光膜层的一侧具有至少两层由互不相同的材料构成的层，因此可以提供一种偏光性能优良并且耐冲击性能也优良的偏光镜。
另外，如果在三乙酸的一侧层合尼龙薄膜，然后用尼龙进行注射成型，这样就可以提供一种耐冲击性优良，其耐药品性优于聚碳酸酯，并且重量更轻的透镜。另外，按照同样的方法将各种材料组合起来，可以制成具有特征的某种偏光镜。
另外，不仅可作为透镜使用，也可以作为液晶显示板的偏光板使用，在此情况下，可以将偏光板组装在显示窗的盖板上并使其形成一体，这种情况与简单重叠的情况不同，这时在偏光板与盖板之间形成了空气层，因此可以通过挤压产生干涉图形。
下面举出实施例来具体地说明本发明，但本发明不受这些实施例的限定。
[实施例1]
使用一种厚约80μm的TAC(三乙酰纤维素)膜作为保护膜层，准备一种由一张厚约40μm的偏光膜层夹持于两张TAC膜之间而形成的偏光板(住友化学社)。
使用一种厚约200μm的透明尼龙“Glylamide TR-90”(AIMS社)膜作为树脂膜，在该膜层的一侧表面上涂敷一层厚约30μm由染料染成灰色的丙烯酸类粘结剂“Saibinol(サィビノ-ルAT-250”(Saiden(サィデン化学社))。
在上述偏光板的一侧表面上粘贴上述树脂膜以制成中间复合体。
将上述中间复合体按照与插入式成型的凹模型相等的曲率，使其TAC面成为凸面侧并使其“Glylamide TR-90”面成为凹面侧的方式将其加压成型为球面状。
将所获球面状的中间复合体的凸面侧放入凹模型中，通过设置在凹模型内的吸孔将中间复合体吸引到凹模型的成型面上，在凹模型与凸模型之间形成一个成型用空腔。
使用“Glylamide TR-90”作为热成型树脂层，按照注射压缩成型法将中间复合体的“Glylamide TR-90”面与热粘合树脂层进行热粘合，如此通过插入式成型法制得透镜状的光学用复合体。
将所获的光学用复合体的偏光板配置于凸面侧并使其一体化，成为一种在其背面(凹面侧)具有厚约13mm的“GlylamideTR-90”层的6C(Curve)的半精加工透镜。
对该透镜的背面进行研磨，制得一种中心厚度约为2mm，-4.00D(屈光度)的负透镜。
在同一制品的两面涂覆一层厚约2.5μm的硅烷类硬涂层，然后在该两面用真空淀积法按光学的膜厚交替地淀积4层ZrO2和SiO2，将其作为防反射膜。进而在该防反射膜上涂布一层厚约20nm的氟类防污膜。
对最终成品透镜测得其中心部位的可见光透过率为55％，并且该透镜显示出非常强韧的机械特性。另外，其偏光度在99％以上。
[实施例2]
使用一种由平均聚合度约80的聚碳酸酯(出光石油化学社)制成的厚度约为170μm的薄膜作为树脂膜层，在其上面涂布厚约30μm的在实施例1中使用的粘结剂。
在实施例1中使用的偏光板的一侧表面上粘贴上述的聚碳酸酯薄膜，从而制得中间复合体。
与实施例1同样地将中间复合体按其TAC面成为凸面侧和聚碳酸酯面成为凹面侧的方式加压成型为球面状。
将加压成型后的中间复合体与实施例1同样地放置入凹模型中，使其与凸模型之间形成一个成型用的空腔。使用一种平均聚合度约80的聚碳酸酯作为热成型树脂层，通过以注射压缩成型法来使热成型树脂层与中间复合体的聚碳酸酯面进行热粘合的方法，插入式成型为光学用复合体。
将所获的光学用复合体以其偏光板配置于透镜的凸面侧并使其一体化，从而获得一种在其背面侧具有一层厚度约为2mm的聚碳酸酯层的平光透镜。
在同一制品的两面涂覆一层厚约2.5μm的硅烷类硬涂层。
对所获透镜测得其中心部位的可见光透过率为52％，该透镜显示出非常强韧的机械特性。
[实施例3]
使用由聚对苯二甲酸乙二醇酯(出光石油化学社)制成的厚约200μm的薄膜作为树脂膜层，在其上面涂布厚约30μm的在实施例1中使用的粘结剂。
在实施例1中使用的偏光板的一侧表面上粘贴上述的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜，从而制得中间复合体。
与实施例1同样地将中间复合体按其TAC面成为凸面侧和聚对苯二甲酸乙二醇酯面成为凹面侧的方式加压成为球面状。
将加压成型后的中间复合体与实施例1同样地放置入凹模型中，使其与凸模型之间形成一个成型用的空腔。使用聚对苯二甲酸乙二醇酯作为热成型树脂层，通过以注射压缩成型法来使热成型树脂层与中间复合体的聚对苯二甲酸乙二醇酯面进行热粘合的方法，插入式成型为光学用复合体。
将所获的光学用复合体以其偏光板配置于透镜的凸面侧并使其一体化，从而获得一种在其背面侧具有一层厚度约为2mm的聚对苯二甲酸乙二醇酯层的平光透镜。
在同一制品的两面各涂覆一层厚约6μm由聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮形成的混合系的防雾膜。对所获透镜测得其中心部位的可见光透过率为51％，该透镜显示出非常强韧的机械特性。
[实施例4]
在两张作为保护膜层的厚度约170μm的聚碳酸酯薄膜之间通过厚约20μm的粘合剂层粘贴并夹持一层厚约40μm的偏光膜层，如此制成偏光板(筒中Plastic社)。在该偏光板的一侧表面上粘贴一层带有实施例1所用粘合剂的“Glylamide TR-90”膜，从而制成中间复合体。
与实施例1同样地将中间复合体按其聚碳酸酯面成为凸面侧和“Glylamide TR-90”面成为凹面侧的方式加压成型为球面状。
将加压成型后的中间复合体与实施例1同样地放置入凹模型中，使其与凸模型之间形成一个成型用的空腔。使用上述的“Glylamide TR-90”作为热成型树脂层，通过以注射压缩成型法来使热成型树脂层与中间复合体的“Glylamide TR-90”面进行热粘合的方法，插入式成型为光学用复合体。
将所获的光学用复合体以其偏光板配置于透镜的凸面侧并使其一体化，从而获得一种在其背面侧具有一层厚度约为13mm的“Glylamide TR-90”层的6C的半精加工透镜。
对该透镜的背面进行研磨，制得一种中心厚度约为2mm，-4.00D(屈光度)的负透镜。
在同一制品的两面涂覆一层厚约2.5μm的硅烷类硬涂层，然后在该两面用真空淀积法按光学的膜厚交替地淀积4层ZrO2和SiO2，将其作为防反射膜。进而在该防反射膜上涂布一层厚约20nm的氟类防污膜。
对最终成品透镜测得其中心部位的可见光透过率为54％，并且该透镜显示出非常强韧的机械特性。
[实施例5]
使用一种由主链上具有金刚烷环的“Arton G”(JSR社)制成的厚约200μm的“Arton G”膜作为保护膜层，在两张保护膜层之间通过厚约15μm的粘合剂层粘贴并夹持一层厚约40μm的偏光膜层，如此制成偏光板。在该偏光板的一侧表面上粘贴一层带有实施例1所用粘合剂的“Glylamide TR-90”膜，从而制成中间复合体。
与实施例1同样地将中间复合体按其“Arton G”面成为凸面侧和“Glylamide TR-90”面成为凹面侧的方式加压成型为球面状。
将加压成型后的中间复合体与实施例1同样地放置入凹模型中，使其与凸模型之间形成一个成型用的空腔。使用上述的“ArtonG”作为热成型树脂层，通过以注射压缩成型法来使热成型树脂层与中间复合体的“Arton G”面进行热粘合的方法，插入式成型为光学用复合体。
将所获的光学用复合体以其偏光板配置于透镜的凸面侧并使其一体化，从而获得一种在其背面侧具有一层厚度约为2mm的“Arton G”层的平光透镜。
在同一制品的两面各涂覆一层厚约2.5μm的硅烷类硬涂层。
对最终成品透镜测得其中心部位的可见光透过率为55％，并且该透镜显示出非常强韧的机械特性。另外，该透镜的偏光度在99％以上。
按照本发明，可以提供一种耐冲击性能好并且偏光度高的光学用复合体。利用本产品，可以制成一类既安全，又能防止刺眼的护目镜、太阳镜和眼镜类。

Claims (4)

1.偏光透镜，是通过由在偏光板的一侧粘接树脂膜层制成中间复合体的工序、将中间复合体配置到金属模具中的工序、以及往金属模具中将热成型树脂层注射成型与中间复合体一体化的工序构成的方法制造的，所述偏光板是在三乙酸酯的保护膜层间夹持偏光膜层而成，树脂膜层与注射成型的热成型树脂层由相同材料构成。
2.权利要求1记载的偏光透镜，其中，所述树脂膜层与注射成型的热成型树脂层由聚碳酸酯形成。
3.权利要求1记载的偏光透镜，其中，所述树脂膜层与注射成型的热成型树脂层由聚酰胺构成。
4.偏光透镜，是通过由在偏光板的一侧粘接树脂膜层制成中间复合体的工序、将中间复合体配置到金属模具中的工序、以及往金属模具中将热成型树脂层注射成型与中间复合体一体化的工序构成的方法制造的，所述偏光板具有凹面侧和凸面侧，由2层的保护膜层间夹持偏光膜层而成，所述保护膜层分别由聚碳酸酯、在主链上具有金刚烷环的主链烃类、纤维素树脂以及三乙酰纤维素构成的组中选出的树脂构成，在偏光板的凹面侧配置由聚酰胺、聚碳酸酯、聚酯构成的组中选出的树脂膜层、以及与树脂膜层相同材料构成的热成型树脂层。
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