JP2007093649A

JP2007093649A - 偏光レンズ

Info

Publication number: JP2007093649A
Application number: JP2005279048A
Authority: JP
Inventors: Hisashige Yaegaki; 寿成八重垣; Taisei Inaba; 大成稲場
Original assignee: Tsutsunaka Plastic Industry Co Ltd
Current assignee: Tsutsunaka Plastic Industry Co Ltd
Priority date: 2005-09-27
Filing date: 2005-09-27
Publication date: 2007-04-12

Abstract

【課題】
レンズ形状に加工された偏光板に合成樹脂が積層一体化された偏光レンズにおいて、耐衝撃性、耐熱性に優れ、界面での剥離もなく、耐溶剤性が改善され、かつ２ポイントフレームレスレンズとしても使用できる偏光レンズを提供する。
【解決手段】
本発明の偏光レンズは、２色性色素を高分子フィルムに吸着・配向させた偏光性薄膜の両面に合成樹脂よりなる保護層を設けた偏光板をレンズ状に球面加工し、凹面側にインサートモールド法により透明ナイロン樹脂を積層一体化したもので、凹面側の保護層が透明ナイロン樹脂よりなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、透明ナイロン樹脂からなる保護層を有する偏光板に球面加工を施し、凹面側に透明ナイロン樹脂を積層一体化した偏光レンズに関する。

偏光性薄膜に保護層を積層一体化した偏光板は、液晶表示用の他、優れた防眩性を発揮することから、例えばサングラスやゴーグル等としても用いられている。サングラスやゴーグル等に用いられるプラスチック系偏光レンズは一般的には次のようにして作られる。第一の手法は、ヨウ素を高分子フィルムに吸着して配向させてなる偏光性薄膜の両面に保護層としてトリアセチルセルロースシートを粘着一体化させた偏光板を熱成形により球面状等レンズ状に加工を施した後に、ＡＤＣモノマー（ＣＲ３９）などと注型成形により積層一体化するもの。この場合、ＡＤＣ樹脂の特性に起因する耐衝撃性の弱さによる破損という問題を抱えており、スポーツ用途や２ポイントフレームレスレンズへの適用には不向きである。またヨウ素系偏光性薄膜を使用していることから耐熱性に劣るという欠点を持つ。

第二の手法は、偏光性薄膜の両面に保護層としてトリアセチルセルロースシートを粘着一体化させた偏光板の片面に粘着加工を施し、シート状もしくは熱成形により球面状等レンズ状に加工を施した後、粘着加工面に射出成形にて熱可塑性樹脂を積層一体化するもの（特許文献１参照）。この方法で得られた偏光レンズは、射出される熱可塑性樹脂の種類によっては耐熱性・耐衝撃性の向上が見られるが、粘着加工した偏光板面と射出成形された熱可塑性樹脂面との接合が不十分なため、当該界面での剥離現象が生じやすく耐久性に劣るという欠点を持つ。

第三の手法は、偏光性薄膜の両面に保護層としてポリカーボネート系シートを貼着一体化させた偏光板を、熱成形により球面状等レンズ状に加工、あるいはさらに射出成形にてポリカーボネート樹脂を積層一体化することによるものである（特許文献２参照）。この方法で得られた偏光レンズもポリカーボネート樹脂を使用しているため耐熱性・耐衝撃性の向上が見られるものの、ポリカーボネート樹脂には耐溶剤性が弱いという欠点があり、塩化ビニル系、セルロイド系等の可塑剤を多く含む眼鏡フレームを使用した場合、フレームからポリカーボネート樹脂層へ可塑剤が徐々に移行してゆき、最終的にはポリカーボネート樹脂層に溶剤クラックが発生してしまうため、使用可能なフレーム材質に制限が生じる。さらに、射出されたポリカーボネート樹脂の分子量および内部歪みに起因するストレスクラック耐性が低下し、２ポイントフレームレスレンズ用途での使用が困難となる。
特開２００４−２３７６４９特開平０３−０３９９０３

本発明は、上記問題を解決し、耐衝撃性、耐熱性に優れ、界面での剥離もなく、耐溶剤性が改善され、かつ２ポイントフレームレスレンズとしても使用できる偏光レンズを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明者らはポリカーボネートと近い透明性、耐熱性、耐衝撃性を有し、ポリカーボネートの短所である２ポイントフレームレス加工性（ストレスクラック耐性）、フレーム含有可塑剤耐性（溶剤クラック耐性）に優れた透明ナイロン樹脂に着目し本発明を完成させた。

すなわち、本発明は、２色性色素を高分子フィルムに吸着・配向させた偏光性薄膜の両面に合成樹脂よりなる保護層を設けた偏光板をレンズ状に球面加工し、凹面側にインサートモールド法により透明ナイロン樹脂を積層一体化した偏光レンズであって、凹面側の保護層が透明ナイロン樹脂よりなることを特徴とする偏光レンズを要旨とする。

本発明の偏光レンズは、２色性色素を高分子フィルムに吸着・配向させた偏光性薄膜に保護層を設けた偏光板をレンズ状に球面加工し、凹面側にインサートモールド法により透明ナイロン樹脂を積層一体化したものであり、かつ凹面側の保護層を透明ナイロン樹脂とすることにより、耐衝撃性、耐熱性に優れ、偏光板とインサートモールド法で積層された樹脂との界面での剥離もなく、耐溶剤性が改善され、比較的多くの可塑剤を含むプラスチックフレームを選択・使用でき、２ポイントフレームレスレンズ用途としても充分に使用可能である。

本発明の偏光レンズ構成を図１に示す。

本発明の偏光性薄膜（２）としては、例えばポリビニルアルコール系フィルム等の高分子フィルムに、耐熱性の観点から二色性染料等の二色性色素を吸着させて配向せしめたものが用いられる。二色性染料としては、例えばアゾ系、アントラキノン系等の染料が挙げられ、具体的にはクロラチンファストレッド、コンゴーレッド、ブリリアントブルー６Ｂ、ベンゾパープリン、クロラゾールブラックＢＨ、ダイレクトブルー２Ｂ、ジアミングリーン、クリソフェノン、シリウスイエロー、ダイレクトファーストレッド、アシドブラック等が挙げられる。また偏光性薄膜は、例えば前記二色性染料を溶解させた水溶液中に前記高分子フィルムを浸漬し、二色性色素を高分子フィルムに吸着せしめた後、金属イオンやホウ酸等の添加剤を溶解した水溶液中に浸漬した状態で、ある一方向に延伸することによって製造できる。

偏光性薄膜の両面に設けられる保護層（３，５）のうち、球面加工して凹面側となる面の保護層（５）は透明ナイロン樹脂よりなるものが用いられる。この透明ナイロン樹脂としては、耐熱性を有する市販の透明ナイロン樹脂を用い、溶液キャスト成形、押出成形、カレンダー成形、溶融キャスト成形等によりシート状とする。得られたシート状のものを偏光性薄膜に、接着剤を介在させて、積層一体化し保護層とする。接着剤としては、例えばアクリル系接着剤、エポキシ系接着剤、ポリウレタン系接着剤、オレフィン系接着剤等が挙げられるが、偏光性薄膜と保護層とを十分に接着することができて、光学性透視感に優れ、経時的に黄変することがなく、熱成形時に剥離やクラック、白化等の不具合が起こらなければいかなるものでも良い。透明ナイロン樹脂よりなる保護層の厚みは０．２５ｍｍ以上が望ましい。０．２５ｍｍ未満の場合、球面加工時にシワが入り易く球面加工性が低下する、あるいは球面加工後、インサートモールド法により新たに透明ナイロン樹脂層を射出積層一体化させる過程においても、射出ナイロン樹脂の熱と圧力の影響により、偏光性薄膜の周辺部が亀裂する、あるいは変色するといった不具合が発生してしまう。

偏光性薄膜の両面に設けられる保護層のうち、球面加工して凸面側となる面の保護層（３）は、トリアセチルセルロース、ポリカーボネート樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、あるいは透明ナイロン樹脂よりなるものが用いられる。これらの樹脂を上記のように周知の成形法でシート状としたものが偏光性薄膜に、上記同様に接着剤を介して積層一体化される。

上記保護層（３）が、トリアセチルセルロースあるいは環状ポリオレフィン樹脂を除く、ポリカーボネート樹脂や透明ナイロン樹脂などが用いられる場合、レンズ成形後の偏光度低下やレンズの虹色発色を防ぐためにリタデーション値を２０００ｎｍ以上にコントロールする必要がある。このリタデーション値とは、保護層の樹脂の複屈折率と保護層の厚み（ｎｍ）との積で表されるもので、ポリカーボネート、透明ナイロン樹脂をシート状とする際の製造条件（例えば押出成形においては、ポリシングロールでの樹脂温度、ポリシングロールと引き取りロールとの速度差等）を調整することにより所望の値に制御することができる。

本発明の偏光板の全体厚みは、０．５〜１．０ｍｍの範囲が望ましい。０．５ｍｍ未満の場合は、球面加工時にシワが入りやすく、１．０ｍｍより厚い場合は、プラノレンズを想定した際に要求されるレンズ厚みは１．５〜３．０ｍｍが一般的であり、インサートモールド法により新たに透明ナイロン樹脂層を積層一体化させてレンズ加工することが困難となる。

上記のようにして調整された偏光板は、真空成形、プレス成形等によりレンズ状に球面加工される。ただ、成形後室温まで徐冷させてレンズ状に賦形させると、保護層の材質の違い、厚みの違い、偏光性薄膜・保護層に内在している収縮力により、冷却過程において反りが発生し、目的としている球面状態が得られにくいといった場合がある。このような不具合を解決するには、所望するレンズ形状と同一の雄型、雌型の金型で５０℃以下、好ましくは４０℃以下に維持されたものを用意し、球面加工された偏光板を直ちにこの雄型、雌型の金型で挟持し、急速冷却させることにより、所望するレンズ形状の偏光板を得ることができる。挟持する金型温度が５０℃以上の場合は反りの発生がみられる。このようにしてレンズ状に加工された偏光板の凹面側に透明ナイロン樹脂をインサートモールド法にて射出することにより本発明の偏光レンズが得られる。ここで射出される透明ナイロン樹脂は、保護層として用いられるものと同じものが用いられる。

本発明の偏光レンズをサングラスやゴーグルとして用いるためには紫外線をカットできうる構成にするのが好ましく、保護層あるいは接着剤層に紫外線吸収剤を添加したり、保護層の表面に紫外線吸収物質等で表面処理をしたりすることが望ましい。ここでの表面処理方法は特に限定されないが、一例を挙げると、コーティング、スパッタリング、ラミネート、プレス、転写等がある。また、偏光板の傷つきを防止するために表面に硬化処理や、用途によっては表面に防曇処理、反射防止処理を行ってもよい。

本発明の保護層には、酸化防止剤、可塑剤、改質剤、光安定剤、帯電防止剤等に代表される各種添加剤を適宜組成物内部に配合してもよく、あるいは表面にこれらに代表される添加物を用いて処理を行ってもよい。

次に、本発明の具体的実施例について説明する。

＜偏光性薄膜＞
ポリビニルアルコールフィルム（商品名：「クラレビニロン＃７５００」、クラレ社製）を、２色性染料を溶解させた水溶液（ブリリアントブルー６Ｂの濃度が０．４ｇ／Ｌ、ベンゾパープリンの濃度が０．２ｇ／Ｌ、クロラゾールブラックＢＨの濃度が０．１ｇ／Ｌ）中、４０℃条件で１０分間染色した。この染色フィルムを酢酸ニッケル４水塩（０．４ｇ／Ｌ）とホウ酸（４０ｇ／Ｌ）を溶解せしめた水溶液中に４０℃で２０分間浸漬した後、この溶液中で１軸方向に約２倍延伸し、次いで水洗、乾燥を行って、偏光性薄膜を得た。

＜保護層用シート＞
透明ナイロン樹脂（商品名：「ＣＸ７３２３」、デグッサ社製）、ポリカーボネート樹脂（商品名：「ユーピロンE-２０００」、三菱エンジニアリングプラスチック社製）をそれぞれ押出成形し、またその際にポリシングロールの樹脂温度、ポリシングロールと引き取りロールとの速度差を調整することによって表１に示す厚みおよびリタデーション値を有するシートを得た。なお、このシートのリタデーション値は自動複屈折率計（ＫＳ−ＳＹＳＴＥＭＳ社製）を用いて、１０箇所測定し、その範囲（最も小さい数値から最も大きい数値まで）を示す。また、厚み８０μｍのトリアセチルセルロースシート（商品名：「フジタックＴＡ８０」、富士写真フィルム社製）を用意した。

＜実施例１〜３＞
上記の偏光性薄膜の両面に、保護層（３，５）として、表１の保護層用シートを表２に示すように選択し一液型湿気硬化型ポリウレタン系接着剤で貼り合わせ偏光板を得た。得られた偏光板を直径７ｃｍの円形に打ち抜いた後、７０℃にて１２時間予備乾燥し、レマ成形機（真空成形機）ＣＲ−３２型にて１５０℃雰囲気下で６カーブの球面型に吸引させ６分間保つことによって球面形状に賦形した。得られた球面加工品はレマ成形機から取り出し後、直ちに６カーブの球面を持つ４０℃の雄型、雌型に挟持させ、室温まで冷却することによって球面加工を完成させた。次に、６カーブのレンズ金型を取り付けた射出成形機に得られた球面加工品を挿入し、その凹面側に上記透明ナイロン樹脂を用いて射出一体化し厚さ約２．０mmの偏光レンズを得た。

＜比較例１＞
上記偏光性薄膜の両面に、表２に示すように保護層を形成する以外は実施例１と同様にして偏光レンズを得た。但し、凹面側にはポリカーボネート樹脂（商品名：「ユーピロンＨ-３０００」、三菱エンジニアリングプラスチック社製）を射出した。

＜参考例１＞
偏光性薄膜の両面にトリアセチルセルロースの保護層を設けた偏光板にＡＤＣモノマーを注型成形することにより作成された市販品のプラスチック製偏光サングラスレンズ（厚み：１．５ｍｍ）を用意した。

＜参考例２＞
偏光性薄膜の両面にトリアセチルセルロースの保護層を設けた偏光板にナイロン樹脂を粘着剤にて貼り合わせた市販品のプラスチック製偏光サングラスレンズ（厚み：２．０ｍｍ）を用意した。

上記のようにして得られた各種偏光レンズについて、次の性能評価を行いその結果を表２に示した。
＜耐熱性＞
試料（偏光レンズ）を１００℃で３時間加熱し、変形、色調変化を観察した。変形が１カーブ以内、色調変化が発生しなかったものを「○」、１カーブを超える変形あるいは色調変化が発生したものを「×」と示した。
＜耐衝撃性＞
先端０．５インチＲの撃芯の上に各試料（偏光レンズ）を置き、１５０ｃｍの高さから５ｋｇの錘を落下させ試料が割れなかったものを「○」、割れたものを「×」と示した。
＜２ポイントフレームレスレンズ適性＞
各試料（偏光レンズ）に対して市販の眼鏡加工機を用い２ポイント用の螺子穴を開け、金属製テンプルと螺子固定し、レンズとの角度を１２０°に拡げた状態でサイクル試験（７０℃×１ｈｒ〜−２０℃×１ｈｒ：１００サイクル）後、螺子穴周辺部にクラックが入っていないものを「○」、クラックが入ったものを「×」と示した。なお、この評価を表２においては、「２ポイント適性」と称する。
＜フレーム適性＞
各試料（偏光レンズ）を直径５ｃｍの円筒上に凸面を下にして載せ、凹面中心から荷重を加え３ｍｍ変形させた先端部および偏光レンズ周辺部に可塑剤（ＤＯＰ）を含ませたウエスを接触させ、常温で３日間放置し、レンズにクラックが入らなかったものを「○」、クラックが入ったものを「×」と示した
＜保護層（５）と射出積層樹脂層との密着性＞
各試料（偏光レンズ）に対し、保護層(5)と射出積層樹脂層の界面から、手で容易に剥離できないものを「○」、手で容易に剥離できるものを「×」と示した。なお、表２ではこの評価を「密着性」と称する。

上記の結果から明らかなように、本発明の技術範囲である実施例１〜３の偏光レンズは、耐熱性、耐衝撃性に優れ、界面での剥離もなく、耐溶剤性の問題もなく、２ポイントフレームレスレンズとして使用できることが確認された。

本発明の偏光レンズの断面図

符号の説明

１偏光レンズ
２偏光性薄膜
３、５保護層
４接着剤層
６透明ナイロン樹脂層

Claims

２色性色素を高分子フィルムに吸着・配向させた偏光性薄膜の両面に合成樹脂よりなる保護層を設けた偏光板をレンズ状に球面加工し、凹面側にインサートモールド法により透明ナイロン樹脂を積層一体化した偏光レンズであって、凹面側の保護層が透明ナイロン樹脂よりなることを特徴とする偏光レンズ。
上記凹面側の保護層の厚みが０．２５ｍｍ以上で、かつ偏光板全体の厚みが０．５〜１．０ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の偏光レンズ。
上記球面加工が、偏光板を加熱し所望するレンズ形状に加工された後、該レンズ形状の凹面、凸面に対応し、５０℃以下に維持された雄型および雌型の間に挟持され急速に冷却させることによってなされることを特徴とする請求項１および請求項２記載の偏光レンズ。