JP2010054950A - 機能性中間シートと該機能性中間シートを応用した偏光レンズの製造方法。 - Google Patents

Abstract

【課題】大量生産が可能で、眼球を傷つける可能性を避けられる偏光レンズの製造方法を確立すること。
【解決手段】アクリル系樹脂フィルムと、肉厚が0.1ｍｍ以上であるポリカーボネート系樹脂フィルムと、当該フィルム間が接着剤層を介して、偏光フィルムが積層され３層構造以上である機能性中間シートを、目的の金型の外形形態に近い形状に熱プレス加工を施し曲成させて、シート状球面体を得る。得られたシート状球面体と球面率が同じ程度の球面率を有する凸凹面を有する射出成形用金型のキャビティの一方に、該ポリカーボネート系樹脂フィルムが露出されるように設置し、該アクリル系樹脂フィルムと同系の成形材料を射出成形する。
【選択図】なし

Description

本発明は、互いに違う組成を有する樹脂フィルムを３層以上、積層する事により高透明性及び高対衝撃性と優れた加工性を有する偏光レンズを製造可能な機能性中間シートと該機能性中間シートを応用した偏光レンズの製造方法。

近年の眼鏡業界に代表される眼鏡用レンズとしては、無機ガラスと有機ガラスとに分別され無機ガラスは、すぐに破損して眼球を傷つける恐れがある。有機ガラスは熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂とに分別され、主な熱硬化性樹脂としてはジエチレングリコールビスアリルカーボネートの類を主原料とし、ジイソプロピルパーオキシジカーボネートの如き過酸化物を触媒として製造する光学レンズが好適に使用されているが、重合時間が多大なうえ大量生産に不向きで、経営者に多大な経済的負担を強いる場合が多い事と表面硬度は高いもののすぐに破損して眼球を傷つける可能性は否定出来ない。熱可塑性樹脂として、代表的な光学レンズは、ポリカーボネートとメチルメタアクリレートのペレットから製造される事が一般的であり大量生産向いているが、ポリカーボネート樹脂は、対衝撃性はあらゆる材料の中でもっとも高くが基材の表面硬度が低いと言った問題が存在する。この問題を解消する為に強化液を塗布加工する際、強化液の膜厚を厚くする事により、表面硬度が固く調整する事は、可能だが、スパイダークラックなどが発生しやすく特にツーポイントフレーム用のネジ込み加工工程時にネジ込みで外圧が加わるレンズの対物面の表面においてクラックが発生しやいという不具合が発生しやすく、経営者に経済的負担を強いる場合が多い。メチルメタクリレートの場合、高透明性で加工性及び高アッベ数及び材料基材の表面硬度が高いが対衝撃性が弱く眼球を傷つける可能性を否定できない。

ガラスを用いた偏光レンズは古くから製造されており、これはガラスレンズ二枚の間に接着剤を用いて偏光フィルムを圧着接着するものである。しかしながら、近年は眼鏡の軽量化および破損による目への安全性のために、ガラスを用いた偏光レンズに代えて種々のプラスチック素材のレンズが使用されている。

そのようなプラスチック素材のレンズの製法としては、
（１）凹面と凸面とからなるモールドによって形成される空隙内に球面状に予備成形した偏光フィルムを装着し、その両側に例えばジエチレングリコールとビスアリルカーボネートとの共重合体であるＣＲ−３９（米国、ＰＰＧ社の熱硬化性成型樹脂の商品名）のような重合性プラスチックを注入して重合させる、いわゆるキャスト法による偏光レンズの製
法（特許文献１）。
（２）偏光性薄膜の両面に厚さの異なる熱可塑性樹脂を積層してプレスする、いわゆるプレス成形法による偏光レンズの製法（特許文献２）。
（３）偏光素子を融着性素材に直接貼り合わせて得た偏光シートを使用して偏光プラスチックレンズを製造する方法（特許文献３）。
（４）偏光性薄膜の両側にポリカーボネートフィルムまたはシートを積層し、厚み０．５〜２．５ｍｍの積層体を製造し、この積層体を加圧熱成形することにより偏光ポリカーボネートレンズを製造する方法（特許文献４）。
（５）射出成形金型においてスプリット金型を分割式にし、深さ調節自在な段差を作ることができ、偏光フィルムを確実に位置決めできるとともに、また、溶融状態のレンズ成形樹脂を金型に連なるランナーに充満させながらゲートより当該金型のキャビティー内に射出することにより、熱および流動による偏光フィルムの変形や位置ズレを防止することができて、確実に位置決めすることができる。しかも、レンズ素型を均一な密度で成形することができ、歪みが殆ど無い高精度な製品をする方法を本発明者は先に提案した（特許文献５）
（６）片面に接着剤層又は粘着剤層が塗布加工された液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用の高度な技術を用いたＴＡＣフィルムで挟んだ偏光シートの非接着剤層に、目的樹脂性シートと相溶性がある光学的に透明性を有する接着剤を新たに塗布加工を施し樹脂性シートと新たに塗布加工した接着剤層を介して偏光シートを貼着して積層する。この積層シートを成形目的物と同じ形状に熱プレス加工にて成形し、この成形シートを型抜きし、これを目的成形品の成形型に接着剤層が内側に露出するように挿入し、該樹脂性シートと同素材のレンズ成形樹脂を射出成形し対物面及び接眼面が同一素材の偏光レンズの製造方法を本発明者は先に提案した（特許文献6）
（７）屈折率１．６０以上の高流動性、低分散性の透明熱可塑性樹脂からなる射出成型法によって形成された一次成形品に、同系の屈折率１．５９以下の高分散性、透明熱可塑性樹脂をバック樹脂として二次成形し、溶融一体的に複合成形品として成形する。一次成形品及び二次成形品のどちらか一方に偏光機能及び視力矯性領域の補正機能を付与する製造方法を本発明者は先に提案した（特許文献７）
特公昭５３−２９７１１号公報 特公昭５０−３６５６号公報 特公昭６１−５６０９０号公報 特公平７−９４１５４号公報 特許第3893411号広報 特許第4117657号広報 特許公開2005-580号広報

本発明が解決しようとする課題は、キャスト法などによる偏光レンズの製造方法は、重合時間が多大であり、大量生産に不向きな事と対衝撃性が弱く眼球を傷つける可能性を避けられる機能性中間シートの確立とそれを応用した偏光レンズの製造方法の確立である。

また、第三の課題は、アクリル系樹脂から得られるアクリルレンズの対衝撃性を高めレンズ破損の発生を防ぎ眼球を傷つける事を、防止できうる機能性中間シートとそれ応用した偏光レンズの製造方法の確立である。

メチルメタアクリレートやシクロヘキシルメタクリレートなどの単重合体、共重合体を含むアクリル系、ポリスチレン・メチルメタクリレート系、アクリロニトリル・スチレン系共重合体を含むアクリル系樹脂の群から一種選択されたアクリル系樹脂フィルムと、ポリビスフェノールＡカーボネート、１，１'−ジヒドロキシジフェニル−フェニルメチルメタン、１，１'−ジヒドロキシジフェニル−ジフェニルメタン、１，１'−ジヒドロキシ−３，３'−ジメチルジフェニル−２，２−プロパンの単独ポリカーボネート、それら相互の共重合ポリカーボネート、ビスフェノールＡとの共重合ポリカーボネートのポリカーボネート系樹脂の群から一種選択され、肉厚が0.1ｍｍ以上であるポリカーボネート系樹脂フィルムと、当該フィルム間が接着剤層を介して、偏光フィルムが積層され３層構造以上である事を特徴とする機能性中間シートであって、該機能性中間シートを目的の金型の外形形態に近い形状に熱プレス加工を施し曲成させて、シート状球面体を得る。得られたシート状球面体と球面率が同じ程度の球面率を有する凸凹面を有する射出成形用金型のキャビティの一方に、該ポリカーボネート系樹脂フィルムが露出されるように設置し、該アクリル系樹脂フィルムと同系の成形材料を射出成形する事により、高透明性及び高対衝撃性と優れた加工性を有する偏光レンズを製造可能な機能性中間シートと該機能性中間シートを応用した偏光レンズの製造方法の確立する技術的手段を採用した。

本発明の目的を達成する為に、請求項2に記載の発明は、請求項１記載の偏光フィルムの両面に、接着剤層を介してセルローストリアセテートフィルムを保護層として貼着し、厚
さが０．２ｍｍ以上、全光線透過率が３０から５０％以内、偏光度が９９．０％以上の偏光シートを、機能性中間シートの内表面に形成するといった技術的手段を採用した。

本発明において、偏光フィルムとして好ましいのは、一般的に使用されているポリビニールアルコール系フィルム、ポリビニルアセタール系フィルム、ポリビニルブチラールフィルムをベースフィルムとし、耐湿熱性を有する二色性染料を用いて染色、一軸延伸して製造し得られた偏光フィルムが、好適に便宜的に選択し使用できる。

また本発明において最も好ましい保護層は、前項の偏光フィルムの両面に、接着剤を介して、セルローストリアセテートフィルムを貼着して得られる総厚０．２ｍｍ以上であり、またその全光線透過率が30から４０％以内、偏光度９０．０％以上の偏光シートが好適に
便宜的に選択し使用でき最も優れ経済性が良い。

本発明において、ポリカーボネートフィルム又はポリカーボネート成形樹脂として好ましいのは、高透明性、高靱性、高耐熱性、高屈折率であることから、代表的ポリカーボネート系樹脂としてポリビスフェノールＡカーボネートがある。その他、１，１´−ジヒドロキシジフェニル−フェニルメチルメタン、１，１´−ジヒドロキシジフェニル−ジフェニルメタン、１，１´−ジヒドロキシ−３，３´−ジメチルジフェニル−２，２−プロパンの単独ポリカーボネート、それら相互の共重合ポリカーボネート、ビスフェノールＡとの共重合ポリカーボネートなどのポリカーボネート系樹脂などである。

一般的にポリカーボネート系樹脂は、複屈折の大きくなりやすいことが欠点として挙げられる。即ち、成形体の内部へ、成形歪みや局所的配向に起因する光学的異方性を生じやすい。そのため、本発明でポリカーボネート系樹脂を用いる場合は、極力、光学的異方性の形成を防ぐことが重要であり、その対策として、流動性が高く、成形時に過度な剪断力を受けにくい、つまり残留歪みや局所的配向が起こりにくい、比較的重合度の低い樹脂を使用することが好ましい。本発明では、特に重合度１２０以下、より好ましくは重合１００以下のポリカーボネート系樹脂の使用が推奨される。

また、光学的異方性を防止する目的で、上記ポリカーボネート系樹脂の他、本発明では光弾性係数３０×１０^-13ｃｍ²／ｄｙｎｅ以下、好ましくは２０×１０^-13ｃｍ²／ｄｙｎｅ以下、ガラス転移温度８５℃以上、好ましくは９０℃以上の樹脂が推奨される。光弾性係数が３０×１０^-13ｃｍ²／ｄｙｎｅを越えると、得られるレンズの残留歪みや局所的配向による光学的異方性が目立つようになる。また、ガラス転移温度が８５℃を下回ると、サングラスやゴーグル、矯正レンズとしての実用性が低下するほか、ハードコートや反射防止加工など加熱を要する高次加工において変形を起こしやすい問題がでてくる。

本発明において、アクリル系樹脂フィルム又はアクリル系樹脂として好ましいのは、メチルメタアクリレートやシクロヘキシルメタクリレートなどの単重合体、ポリスチレン・メチルメタクリレート系、アクリロニトリル・スチレン系、共重合体を含むアクリル系樹脂の群から一種選択され使用されるのが便宜的に好ましい。

本発明においてフィルム間に、塗布する接着剤について以下に説明する。平均分子量が１０，０００以上、２００，０００以下のポリエステルウレタン樹脂またはポリエーテルウレタン樹脂、さらにはポリエステルポリエーテルウレタン樹脂等を主にしたポリオールと架橋硬化剤としてポリイソシアネートを配合する二液硬化型接着剤などの群から一種目的の樹脂シートと融着する接着剤を、グラビアコーティング法、オフセットコーティン グ法などにより塗布し使用できる。

本発明の中間性機能シートに調光機能は付与させる場合は、調光性色素を用いることにより付与する。調光性色素の種類については、スピロピラン系、ナフトピラン系、フラン系スピロオキサジン系、フルギド系、クロメン系など一般に用いられているものであれば特に限定しないが、紫外線に対する発色濃度が高く、発色速度の速いもの、且つ紫外線除去後の色相ができるだけ無色に近く、消色速度の速いもの、並びに熱、光、湿度など加工条件、実用条件、保管条件での短期、長期の耐久性面で良好なものが好ましい。発色後の色相として、ブラウンやグレーが一般に好まれるため、通常は、複数の調光性素材を同時に用い、好みの色相になるように、各素材の使用比率と使用量を決めハンドブレンド法により射出成形用樹脂に混入させる。

また、請求項１記載の射出成形用金型のキャビティの凸凹面に、近視眼用度数及び老視眼用度数を付与する方法を以下に説明する。アーブルグオールラウンド金型等の金型により径６０から９８ｍｍφ、曲率半径６０から８７ｍｍ、キャビティ厚みが３ｍｍから１８ｍｍの物が近視眼用度数を付与する方法として好適に使用できる。キャビティの第一面の屈折面（装用状態において眼と反対側の面すなわち前方屈折面）には、加工のし易さのために球面が採用されている。第二面の屈折面（装用状態において眼側の面すなわち後方屈折面）には球面ばかりでなく、乱視等の矯正のためにトーリック面も採用される。以下、第一面に球面が採用されているレンズを球面レンズと呼び、第一面に非球面が採用されているレンズを非球面レンズと呼ぶ。一般に、レンズの屈折力はディオプター（以下、「Ｄ」で示す）という単位で表され、レンズの表面における屈折力（面屈折力）はその面の曲率ρ（単位はｍ^-1：曲率半径Ｒ＝１／ρ）とレンズ素材の屈折率ｎとにより次の式（１）のように定義される。面屈折力＝（ｎ−１）×ρ＝（ｎ−１）／Ｒ （１）なお、レンズの第一面の屈折力は、特にベースカーブと呼ばれる。以下、ベースカーブに対応する曲率をベースカーブ曲率という。近視眼用度数は、主に第一面の屈折力と第二面の屈折力とにより決定される。このため、二つの屈折力の組合せの仕方によって、一つの近視眼度数を得るのにもいろいろなベースカーブの値をとることができる。

老視眼用度数を付与する方法は、成形金型のキャビティの内表面が凹面、外表面が凸面からなり、キャビティの形状としては種々の形状のものがある。クリップトップ型、シームレスクリップトップ型、アイデアル型、累進型の群から一種選択された設計を便宜的に選択し使用できる。特に好ましいのは、前記小玉部の外表面が非球面であることを特徴とするものである。前記小玉部分の外表面は、その中心を通る法線方向の断面が楕円、双曲線放物線、サイクロイド曲線又はインボリュート曲線等の曲線（好ましくは楕円）で形成される非球面とすることができる。

メチルメタアクリレートやシクロヘキシルメタクリレートなどの単重合体、共重合体を含むアクリル系、ポリスチレン・メチルメタクリレート系、アクリロニトリル・スチレン系共重合体を含むアクリル系樹脂の群から一種選択されたアクリル系樹脂フィルムと、ポリビスフェノールＡカーボネート、１，１'−ジヒドロキシジフェニル−フェニルメチルメタン、１，１'−ジヒドロキシジフェニル−ジフェニルメタン、１，１'−ジヒドロキシ−３，３'−ジメチルジフェニル−２，２−プロパンの単独ポリカーボネート、それら相互の共重合ポリカーボネート、ビスフェノールＡとの共重合ポリカーボネートのポリカーボネート系樹脂の群から一種選択され、肉厚が0.1ｍｍ以上であるポリカーボネート系樹脂フィルムと、当該フィルム間が接着剤層を介して、偏光フィルムが積層され３層構造以上である事を特徴とする機能性中間シートであって、該機能性中間シートを目的の金型の外形形態に近い形状に熱プレス加工を施し曲成させて、シート状球面体を得る。得られたシート状球面体と球面率が同じ程度の球面率を有する凸凹面を有する射出成形用金型のキャビティの一方に、該ポリカーボネート系樹脂フィルムが露出されるように設置し、該アクリル系樹脂フィルムと同系の成形材料を射出成形する事により、高透明性及び高対衝撃性と優れた加工性を有する偏光レンズを製造可能な機能性中間シートと該機能性中間シートを応用した偏光レンズを得る事が出来る。

以下、本発明の好適な実施形態に基づき説明する。

本実施形態では、厚さ０．１２３ｍｍ重合度１２０以下のポリカーボネート系樹脂、１，１´−ジヒドロキシジフェニル−フェニルメチルメタン、１，１´−ジヒドロキシジフェニル−ジフェニルメタン、１，１´−ジヒドロキシ−３，３´−ジメチルジフェニル−２，２−プロパンの単独ポリカーボネートとビスフェノールＡとの共重合ポリカーボネートからなる
ポリカーボネートフィルムを採用した。

厚さ０．１２３ｍｍ、全光線透過率90以上の共重合体を含むアクリル系樹脂フィルム（住友化学テクノロイS001 登録商標）を採用した。

上記に明記されるポリカーボネートフィルムの一方とアクリル系樹脂フィルムの一方に、主剤（ポリボンドＡＹ−６５１Ａ），硬化剤（ポリボンドＡＹ−６５１Ｃ）からなる二液硬化型ドライラミネート接着剤を採用し塗布加工行い接着剤層を形成した。該接着剤の配合処方は、重量比により主剤１００、硬化剤１５、希釈剤（酢酸エチル）１９０である。
該フィルム間に、ポリビニールアルコール系フィルムをベースフィルムとし、耐湿熱性を有する二色性染料を用いて染色、一軸延伸して製造し得られた偏光フィルムを挟着し、ドライラミネート加工機により加工速度１４０ｍ／ｍｉｎで乾燥炉において熱風温度８０℃風速１０ｍ／ｓ，乾燥し塗布加工後４５℃４８時間養生し、機能性中間シートを得た。

前項で得た機能性中間シートを、熱プレス加工機でポリカーボネート樹脂フィルムが目的の眼鏡用偏光レンズの内表面に形成されるようにベンリング加工95℃で5分間加圧してレンズ形状を施しシート状球面体を作成した。

前項で得たシート状球面体を、同程度の球面率を有する金型を装てんしたインサート射出成形機の金型のキャビティの凸凹面のいずれか一方の表面にポリカーボネート樹脂フィルム面が露出されるように設置し、射出成形法によって、レンズ成形用成形機（型締め力；射出圧力；４００Ｋｇｆ／ｃｍ²）のアーブルグオールラウンド金型；径７８ｍｍφ、曲率半径８４ｍｍでキャビティ厚み＝２．２ｍｍ金型温度；８５℃（固定、可動共）に、アクリル系成形樹脂をシリンダーヒーター設定温度；２６５℃で射出成形して、対衝撃強度が通常のアクリルレンズよりも高い機能性レンズを得た。

通常のアクリル系樹脂から得られるレンズは、高透明性であり光学的異邦性も少なく優れた加工性を有し表面硬度も高いが、対衝撃性が弱く直に破損して眼球を傷つける可能性が高い為、市場では広く普及していないが本発明により、ポリカーボネート系樹脂フィルムを、目的のレンズの内表面に形成した事により、高い対衝撃性を有するレンズを得る事が出来る。

Claims (2)

1. メチルメタアクリレートやシクロヘキシルメタクリレートなどの単重合体、共重合体を含むアクリル系、ポリスチレン・メチルメタクリレート系、アクリロニトリル・スチレン系共重合体を含むアクリル系樹脂の群から一種選択されたアクリル系樹脂フィルムと、ポリビスフェノールＡカーボネート、１，１'−ジヒドロキシジフェニル−フェニルメチルメタン、１，１'−ジヒドロキシジフェニル−ジフェニルメタン、１，１'−ジヒドロキシ−３，３'−ジメチルジフェニル−２，２−プロパンの単独ポリカーボネート、それら相互の共重合ポリカーボネート、ビスフェノールＡとの共重合ポリカーボネートのポリカーボネート系樹脂の群から一種選択され、肉厚が0.1ｍｍ以上であるポリカーボネート系樹脂フィルムと、当該フィルム間が接着剤層を介して、偏光フィルムが積層され３層構造以上である事を特徴とする機能性中間シートであって、該機能性中間シートを目的の金型の外形形態に近い形状に熱プレス加工を施し曲成させて、シート状球面体を得る。得られたシート状球面体と球面率が同じ程度の球面率を有する凸凹面を有する射出成形用金型のキャビティの一方に、該ポリカーボネート系樹脂フィルムが露出されるように設置し、該アクリル系樹脂フィルムと同系の成形材料を射出成形する事により、高透明性及び高対衝撃性と優れた加工性を有する偏光レンズを製造可能な機能性中間シートと該機能性中間シートを応用した偏光レンズの製造方法。
2. 請求項１記載の偏光フィルムの両面に、接着剤を介してセルローストリアセテートフィルムを保護層として、貼着し厚さが０．２ｍｍ以上、全光線透過率が３０から５０％以内、偏光度が９９．０％以上のものであることを特徴とする請求１記載の機能性中間シート。