JP6653680B2 - 着色された偏光光学素子、およびこのような偏光光学素子の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、着色された偏光光学素子、およびこのような偏光光学素子の製造方法に関する。

用語「光学素子」は、本明細書においては、例えばサングラスやバイザーなどの眼鏡のためのレンズとして用いることができる、矯正用または矯正用ではないレンズを意味するものである。

例えば熱可塑性材料から成る２つの層の間に、偏光フィルム〔例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）のフィルム〕を挟んでなる、偏光アセンブリは公知である。

矯正効果のないサングラスを製造するためには、熱可塑性材料（例えばポリカーボネート）の層を、射出成形によって、偏光アセンブリの、人間の眼球に向く側になる層上に接合される。

このような構成の偏光光学素子は、例えば矯正用でない偏光サングラスに適用されている。このような偏光サングラスに用いるためには、この偏光光学素子の外郭を、フレームに適合するように整形するだけでよい。

半製品の「眼鏡用レンズ」、すなわち、フレームに適合させるための外郭の整形（トリミングまたはエッジングとも呼ばれる）を行うことができる状態にあるだけではなく、光学的補正（表面仕上げとも呼ばれる）を行うことができる状態にある偏光光学素子を得るために、第３の層の厚さは、この「眼鏡用レンズ」が表面仕上げを施されて、所望の光学補正を得ることができるように定められる。

「眼鏡用レンズ」の半製品に対して、上記のような製造方法を実施すると、偏光素子、すなわち偏光フィルム自体の色合いによって定められる色合い（一般に、茶色または灰色）を有する眼鏡用レンズが得られる。

しかし、特に美的な観点から、眼鏡用レンズの色合いを、小範囲内であっても、容易に変更したいことがある。

この問題の解決方法として、例えば着色された偏光フィルムを用いることが知られている。しかし、このような偏光フィルムでは、非常に限られた範囲の色合いしか得られない。

従来公知の方法により、「実質的に無色で透明な」物質の層、すなわち透明で着色されていない物質の層である、熱可塑性材料から成る第３の層を着色することもできる。

しかし、所望の矯正効果を得るために、第３の層の表面を仕上げると、この表面仕上げ処理によって、眼鏡用レンズの厚さに変動が生じ、その時点で、眼鏡用レンズの色合いは、一様ではなくなる。

特許文献１により、着色することができる眼科用レンズが公知である。この眼科用レンズは、等方性のベース層、偏光フィルム層、ポリウレタンから成る粘着フィルム層、および実質的に無色で透明なポリカーボネート層を含む多数の層を備え、複雑なプロセスによって製造される。

この特許文献１の手法によれば、ポリウレタンから成る粘着フィルム層に色素を入れ込むことによって、任意の色の眼鏡用レンズを得ることができる。

しかし、特許文献１に記載の眼鏡用レンズの製造方法は、射出成形法ではなく、本発明の製造方法とは全く異なり、より複雑で、より時間を要することに留意する必要がある。事実、粘着フィルム層は重要な働きをしており、その貼り付けのために、少なくとも３０分間の乾燥時間を要し、さらに、粘着フィルム層と偏光フィルム層との間の気泡を可能な限り取り除くために、ローラを押し付ける機械的な処理が必要である。このような処理は、眼鏡用レンズの光学的な品質に、大きな影響を与えることがある。

国際公開第ＷＯ０２／０５９８２１号公報

したがって、本発明は、着色された偏光光学素子、およびこのような偏光光学素子を、短時間で製造することができる方法を提供することを目的としている。この偏光光学素子の色合いは、極めて自由に選ぶことができ、かつ製造中の変化を低く抑えることができる。

この目的を達成するために、本発明は、熱可塑性材料または熱硬化性材料から成る、少なくとも１つの第１の層、および少なくとも１つの第２の層、並びに第１の層と第２の層との間に挟まれていて、偏光フィルムを有している偏光アセンブリを備えている、着色された偏光光学素子を提供するものである。この偏光光学素子は、射出成形によって第２の層に接合されている、着色された熱可塑性材料から成る第３の層を、さらに備え、かつ射出成形によって第３の層に接合されている、実質的に無色で、透明な熱可塑性材料から成る第４の層をさらに備えている。第４の層は、矯正効果を付与する際の表面仕上げを施すための層である。

したがって、この偏光光学素子では、着色されていることに伴う美的効果が、偏光眼鏡用レンズが発揮するという利点と、射出成形によって製造時間が短縮されるという利点とを組み合わせて備えている。実際、上述の偏光光学素子の製造時間は、約１８０秒である。

上述の偏光光学素子である眼鏡用レンズの色合いや色を変化させることなく、矯正用のレンズを完成するために、第４の層に表面仕上げを施すことができる。

本明細書においては、用語「眼鏡用レンズ」は、専ら、熱可塑性材料から成る眼鏡用レンズを意味している。

本発明により、例えば遮光レンズ、遮光フィルタ、単焦点の矯正用の着色レンズ、および累進多焦点の矯正用の着色レンズを製造することができる。

本発明の一態様によれば、着色された第３の層は、顔料やその他の色素の添加によって色を着けられている透明な熱可塑性材料から成っている。

別の一態様によれば、第２の層のうちの、熱可塑性材料から成る層は、着色された熱可塑性材料から成る第３の層の化学的性質と同じ化学的性質を有しており、着色された熱可塑性材料から成る第３の層は、実質的に無色で透明な熱可塑性材料から成る第４の層の化学的性質と同じ化学的性質を有している。

さらに別の一態様によれば、偏光アセンブリは、０．３〜１ｍｍの範囲の厚さを有している。

さらに別の一態様によれば、第３の層は、０．５〜２ｍｍの範囲の厚さを有している。

偏光フィルムは、例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルムである。

各熱可塑性材料は、例えばポリメチル（メス）アクリレート、ポリカーボネート、ポリカーボネート／ポリエステル混合体、ポリアミド、ポリエステル、環状オレフィン共重合体、ポリウレタン、ポリスルホン、ＴＡＣ（セルローストリアセテート）、およびこれらの組み合わせから成るグループに含まれるものである。

第１および第２の層のうちの、熱硬化性材料から成る層は、例えばＣＡＢ（セルロースアセテートブチレート）から成っている。

さらに本発明は、次のステップを含んでいる、上述の着色された偏光光学素子の製造方法を提供するものである。
− 熱可塑性材料または熱硬化性材料から成る、少なくとも１つの第１の層および少なくとも１つの第２の層、および第１の層と第２の層との間に挟まれている偏光フィルムを有している偏光アセンブリを、射出成形機の成形型内に設置するステップと、
− 第２の層に接合されるように、着色された熱可塑性材料から成る第３の層を射出成形するステップと、
− 第３の層に接合されるように、実質的に無色で透明な熱可塑性材料から成る第４の層であって、矯正効果を付与する際の表面仕上げを施すための層を射出成形するステップ。

したがって、この製造方法によると、簡単かつ容易に再現性を確保しながら、偏光アセンブリの各層、着色された第３の層、および実質的に無色で透明である第４の層を、強固に接合することができる。この製造方法によって、極めて良好な光学的品質を有するレンズを得ることができる。従って、層間に光学的相違が生じる恐れを低減させるか、さらにはなくすることができ、また、低級なレンズであっても、高級なレンズであっても、同じように安定した色合い／色を有するレンズを容易に得ることができる。

別の一態様によれば、第３の層を射出成形した後で、第４の層の射出成形の前に、偏光アセンブリおよび第３の層が存在している成形型を回転させ、次いで、実質的に無色で透明な熱可塑性材料から成る第４の層を、第３の層の上に射出成形する。

本発明は、矯正効果を有する眼鏡、特に、サングラス用の上述した偏光光学素子を提供するものである。

中間成形ステップにおける、本発明による偏光光学素子の概略的な断面図である。 図１の偏光光学素子の第３の層の成形ステップにおける、射出成形機内にある偏光光学素子の概略的な断面図である。 完成状態における、本発明による偏光光学素子の概略的な断面図である。 本発明による偏光光学素子の第４の層の成形ステップにおける、射出成形機内にある偏光光学素子の概略的な断面図である。

添付図面を参照して以下の説明を読むことにより、本発明の上記した以外の利点、および特徴が明らかになると思う。

全ての図面において、同一の要素には、同一の符号を付してある。

図１は、中間成形ステップにおける、着色された偏光光学素子１の概略的な断面図である。

この着色された偏光光学素子１は、例えば眼鏡、特にサングラスに用いられるものである。眼鏡に用いるためには、フレームのリムの形状にしたがって、外郭３を整形するだけでよい。

この着色された偏光光学素子１は、熱可塑性材料、または熱硬化性材料から成る少なくとも１つの第１の層７、および少なくとも１つの第２の層９、およびそれらの間に挟まれている偏光フィルム１１によって構成されている偏光アセンブリ５を有している。当然ながら、層５、７、および９を有するこの偏光アセンブリ５は、光学的に透明であり、光を透過させる。

図１に示すように、偏光光学素子１は、さらに、射出成形によって第２の層９に接合され、着色された、すなわち有色の透明な熱可塑性材料から成る第３の層１３を有している。

一例として、偏光アセンブリ５は、０．３〜１ｍｍの範囲の厚さｅ１を有しており、第３の層１３は、０．５〜２ｍｍの範囲の厚さｅ２を有している。

偏光フィルムは、例えば偏光特性を有することが知られているポリビニルアルコール（ＰＶＡ）のフィルムである。

眼鏡に用いる際には、第３の層１３は、ユーザの眼球に最も近づく層となり、第１の層７は、ユーザの眼球から最も遠ざかる層となる。

上述のように、２つの層７および９は、熱可塑性材料または熱硬化性材料で作ることができ、層１３は、熱可塑性材料で作ることができる。

熱可塑性材料は、次のグループ、すなわちポリメチル（メス）アクリレート、ポリカーボネート、ポリカーボネート／ポリエステル混合体、ポリアミド、ポリエステル、環状オレフィン共重合体、ポリウレタン、ポリスルホン、ＴＡＣ（セルローストリアセテート）、およびこれらの組み合わせから選ぶことができる。

熱硬化性材料には、ＣＡＢ（セルロースアセテートブチレート）などの透明材料を用いることができる。

熱可塑性材料に色をつけるためには、顔料やその他の色素を加えるだけで十分である。これらは有機顔料である場合も、無機顔料である場合もある。

したがって、１つの偏光光学素子において、層１３として、所望の色合いと合致した色を有する熱可塑性材料を用いることによって、その偏光光学素子の色合いを容易に変更することができる。

さらに、第３の層１３が、射出成形によって、第２の層９に接合されると、それらの２つの層の境界に、局所的な融合現象が生じる。その結果、いかなる望ましくない屈折現象も発生しない。実際、本発明の好適な一実施形態においては、着色された熱可塑性材料から成る層１３と、境界におけるこの局所的融合を容易に起こすことができる層９を有する偏光アセンブリ５を用いることが好ましい。層９は、熱可塑性材料の層であることが好ましく、また層９と１３とは、同一の化学族の材料から成ることが好ましい。

さらに、偏光光学素子がこのような構成を有しているために、色の選択は、従来技術におけるように制限されることはない。

次に説明するように、中間成形ステップにおける、図１の着色された偏光光学素子１は、図２に概略的に示されている成形ステップで作られる。

偏光光学素子１の製造は、偏光アセンブリ５によって構成されている、既に作られている偏光導入体、すなわち偏光基板から始めることができる。

偏光アセンブリ５は、凹型金型３２と、２個の凸型金型３４（図２）、および３６（図４）とを有する、注入／成形を行う機械、すなわち射出成形機３０内に設置される。

凹型金型３２は回転式に嵌め込まれており、凸型金型３４および３６は、凹型金型３２の回転軸に中心を置いて、凹型金型３２の左右に対向していることが好ましい。

これらの凹型金型および凸型金型は、例えば研磨された金属でできている。

偏光アセンブリ５を設置すると、着色された熱可塑性材料から成る第３の層１３が、射出成形によって、第２の層９に接合される。

偏光フィルム１１が、第１の層７と第２の層９との間に挟まれて、保護されているから、所望の色合いを得るために、着色された第３の層１３の厚さ、および顔料やその他の色素の濃度を自由に選ぶことができる。

したがって、偏光アセンブリ５は、偏光導入体、すなわち「偏光基板」としてあらかじめ作られている。他方、偏光光学素子１においては、層７、９、１３、および偏光フィルム１１は、１つのユニットを形成しており、偏光アセンブリ５は、もはや個々の部品として区別されなくなる。

図３は、完成状態における、本発明による偏光光学素子の概要的な断面図である。

図１に示すように、偏光光学素子１は、さらに、射出成形によって第３の層１３に接合されている、実質的に無色で透明な熱可塑性材料から成る第４の層１５を有している。この第４の層１５は、矯正効果を付与する際の表面仕上げを施すための層である。

用語「実質的に無色で透明な」または「実質的に無色で透明な眼鏡用レンズ」は、眼鏡用レンズを視感透過率に関して５つのカテゴリーに分類している国際標準に定められているクラス０の眼鏡用レンズ／光学材料を意味している。このような眼鏡用レンズは、可視スペクトルにおいて、８０〜１００％の範囲の視感透過率を有する眼鏡用レンズである。

本発明の好適な一実施形態によれば、偏光光学素子１において、第３の層１３と、実質的に無色で透明な熱可塑性材料から成る第４の層１５とは、射出成形によって、良好な接合を形成するのに特に好適な材料から成っていることが好ましい。

層１３と１５とは、同一の化学族に属する熱可塑性材料から成っていることが好ましい。この熱可塑性材料は、例えばポリカーボネートである。

図３に示すように、第３の層１３は、第２の層９と第４の層１５との間に挟まれている。

当然ながら、その後に、反射防止処理層、傷防止処理層、汚れ防止処理層などの、その他の処理層を、偏光光学素子１に施すことができる。

図２の中間成形ステップの後、図３の着色された偏光光学素子１が、図４に概略的に示されている、さらなる成形ステップにおいて製造される。

したがって、前述のプロセスに加えて、実質的に無色で透明な熱可塑性材料から成る第４の層１５が、第３の層１３に接合されるように射出成形されるプロセスが続く（図４を参照）。この第４の層１５は、矯正効果を付与する際に表面仕上げを効果的に行うためのものである。

そのために、射出成形による層１３の形成の後、凸型金型３４が取り去られ、射出成形機の成形型が回転させられる（図２の矢印４０を参照）。次に、凸型金型３６が射出成形機内に送られ（図４を参照）、次いで、実質的に無色で透明な熱可塑性材料が、第４の層１５の形成のために注入される。

本発明の好適な一実施形態において、偏光アセンブリ５は、着色された第３の層１３と同じ化学的性質を有する、熱可塑性材料から成る第２の層９を備えており、第３の層１３は、実質的に無色で透明な熱可塑性材料から成る第４の層１５と同じ化学的性質を有している。用語「同じ化学的性質」とは、色素の存否を除いて、化学組成が同一であることを意味するものである。実際、このような積層状態においては、熱可塑性材料同士が、同じ化学的性質を有していると、それらの融合は、より良好になる。ポリカーボネートが、層９、１３、および１５の全ての熱可塑性材料として、特に好ましく用いられる。

偏光光学素子１を、射出成形法によって製造すると、製造時間を短くすることができる。一例として、１つの偏光光学素子１の製造に、約１８０秒しか要しない。

１ 偏光光学素子
３ 外郭
５ 偏光アセンブリ
７、９、１３、１５ 層
１１ 偏光フィルム
３０ 射出成形機
３２ 凹型金型
３４、３６ 凸型金型
４０ 矢印
ｅ１、ｅ２ 厚さ

Claims (16)

1. 互いに対向する第１及び第２の面を有し、予め作られている偏光アセンブリと、互いに対向する第１及び第２の面を有する第３の層と、互いに対向する第１及び第２の面を有する第４の層とを備え、着色された偏光光学素子であって、
   前記偏光アセンブリは、
   −互いに対向する第１及び第２の面を有し、熱可塑性又は熱硬化性材料として構成される第１の層と、
   −互いに対向する第１及び第２の面を有し、熱可塑性又は熱硬化性材料として構成される第２の層と、
   −前記第１の層と前記第２の層との間に挟まれた偏光フィルムから成り、
   前記偏光フィルムは、前記第１の層の前記第２の面と前記第２の層の前記第１の面との間に配置され、
   前記偏光フィルムは、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルムであり、
   前記第１の層の前記第１の面は、前記偏光アセンブリの第１の面を形成し、
   前記第２の層の前記第２の面は、前記偏光アセンブリの第２の面を形成し、
   前記第３の層は、着色された熱可塑性材料から構成され、
   前記第３の層の前記第１の面は、前記着色された熱可塑性材料が前記第２の層によって前記偏光フィルムから離間されるように、前記偏光アセンブリの第２の面上に配置され、
   前記第４の層は、無色で透明な熱可塑性材料から構成され、
   前記第４の層の前記第１の面は、前記第３の層の第２の面上に配置され、
   前記第４の層の前記第２の面は、矯正効果を付与する際の表面仕上げを施すための面であることを特徴とする偏光光学素子。
2. 前記第３の層の着色された熱可塑性材料は、顔料及び／又は着色剤の添加によって着色された、透明な熱可塑性材料を備えることを特徴とする請求項１に記載の偏光光学素子。
3. 前記第３の層の着色された熱可塑性材料及び前記第４の層の無色で透明な熱可塑性材料は、前記第２の層の熱可塑性材料と同一の熱可塑性材料を備えることを特徴とする請求項１に記載の偏光光学素子。
4. 前記偏光アセンブリは、０．３ｍｍ〜１ｍｍの範囲の厚さを有していることを特徴とする請求項１に記載の偏光光学素子。
5. 前記第３の層は、０．５ｍｍ〜２ｍｍの範囲の厚さを有していることを特徴とする請求項１に記載の偏光光学素子。
6. 前記偏光アセンブリは、光学フレームに適合するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の偏光光学素子。
7. 前記熱可塑性材料は、複数のポリメチル（メタ）アクリレート、ポリカーボネート、ポリカーボネート／ポリエステル混合体、ポリアミド、ポリエステル、環状オレフィン共重合体、ポリウレタン、ポリスルホン、セルローストリアセテートを備えることを特徴とする請求項１に記載の偏光光学素子。
8. 前記熱硬化性材料は、セルロースアセテートブチレートを備えることを特徴とする請求項１に記載の偏光光学素子。
9. 偏光アセンブリを構成するステップを備える、偏光光学素子を製造する方法であって、
   熱可塑性又は熱硬化性材料として構成され、互いに対向する第１及び第２の面を有する第１の層の前記第２の面と、熱可塑性又は熱硬化性材料として構成され、互いに対向する第１及び第２の面を有する第２の層の前記第１の面との間に、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルムである偏光フィルムを配置して偏光アセンブリを構成するステップと、
   前記第２の層の前記第２の面に、互いに対向する第１及び第２の面を有する第３の層の前記第１の面を配置するステップと、
   前記第３の層の前記第２の面に、互いに対向する第１及び第２の面を有する第４の層の前記第１の面を配置するステップとを備え、
   前記第３の層は、着色された熱可塑性材料を備え、
   前記第４の層は、無色で透明な熱可塑性材料を備え、
   前記第４の層の前記第２の面は、矯正効果を付与する際の表面仕上げを施すための面であることを特徴とする偏光光学素子を製造する方法。
10. 前記第３の層を射出成形した後で、前記第４の層の射出成形の前に、前記偏光アセンブリおよび前記第３の層が存在している成形型を回転させ、次いで、無色で透明な熱可塑性材料から成る前記第４の層を、前記第３の層の上に射出成形することを特徴とする請求項９に記載の偏光光学素子を製造する方法。
11. 少なくとも１つの光学素子を支持するフレームと、前記フレーム内に配置され、予め作られている偏光アセンブリを有する偏光光学素子とを備える眼鏡であって、
    前記偏光光学素子は、
    熱可塑性又は熱硬化性材料を備え、互いに対向する第１及び第２の面を有する第１の層と、熱可塑性又は熱硬化性材料を備え、互いに対向する第１及び第２の面を有する第２の層と、前記第１の層と前記第２の層との間に挟まれた偏光フィルムとから成る前記予め作られている偏光アセンブリと、
    互いに対向する第１及び第２の面を有する第３の層と、
    互いに対向する第１及び第２の面を有する第４の層とを備え、
    前記偏光フィルムは、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルムであり、
    前記第３の層は、着色された熱可塑性材料を備え、
    前記第３の層の前記第１の面は、前記着色された熱可塑性材料が前記第２の層によって前記偏光フィルムから離間されるように、前記偏光アセンブリの第２の層の第２の面上に配置され、
    前記第４の層は、無色で透明な熱可塑性材料を備え、
    前記第４の層の前記第１の面は、前記第３の層の第２の面上に配置され、
    前記第４の層の前記第２の面は、矯正効果を付与する際の表面仕上げを施すための面であることを特徴とする眼鏡。
12. 前記眼鏡はサングラスであり、前記偏光光学素子は着色されていることを特徴とする請求項１１に記載の眼鏡。
13. 前記偏光アセンブリは、０．３ｍｍ〜１ｍｍの範囲の厚さを有していることを特徴とする請求項１１に記載の眼鏡。
14. 前記第３の層は、０．５ｍｍ〜２ｍｍの範囲の厚さを有していることを特徴とする請求項１１に記載の眼鏡。
15. 前記偏光光学素子の形状は、前記眼鏡の前記フレームに適合するよう決定されることを特徴とする請求項１１に記載の眼鏡。
16. 前記偏光フィルムは、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルムであることを特徴とする請求項１１に記載の眼鏡。

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