JP6900364B2 - フォトクロミック特性を有する合成樹脂積層体およびそれを用いたレンズ - Google Patents
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Description
<1> 2個の透明な合成樹脂層(A)と、該2個の合成樹脂層(A)間に介在する2個以上のフォトクロミック特性を有する機能層(B)と、該2個以上の機能層(B)間に介在する透明な樹脂層(C)とを有し、該機能層(B)が、フォトクロミック色素を含み、かつ、ジイソシアネート及びポリオールから得られた硬化層であることを特徴とする合成樹脂積層体である。
<2> 前記機能層(B)の一方と、前記樹脂層(C)と反対側に存在する前記合成樹脂層(A)の一方との間に、前記機能層(B)側から順に偏光特性を有する樹脂層(D)と接着材層(E)とを有する、上記<1>に記載の合成樹脂積層体である。
<3> 前記樹脂層(C)が偏光特性を有する、上記<1>または<2>に記載の合成樹脂積層体である。
<4> 前記2個の透明な合成樹脂層(A)間に介在する全ての機能層(B)の厚みの合計が30μm以上であり、かつ、個々の該機能層(B)の厚みが25μm以下である、上記<1>から<3>のいずれかに記載の合成樹脂積層体である。
<5> 前記透明な合成樹脂層(A)の少なくとも一方が、芳香族ポリカーボネート、ポリ(メタ)アクリレート、アセチルセルロース、ポリアミド、及び芳香族ポリカーボネートと脂環式ポリエステルとの混合物からなる群より選択される1つを含む単層であるか、あるいはこれらの2つ以上が積層一体化されてなる多層である、上記<1>から<4>のいずれかに記載の合成樹脂積層体である。
<6> 前記透明な合成樹脂層(A)の両方が、芳香族ポリカーボネートを含む単層である、上記<5>に記載の合成樹脂積層体である。
<7> 前記機能層(B)間に介在する前記透明な樹脂層(C)が、芳香族ポリカーボネート、ポリ(メタ)アクリレート、アセチルセルロース、ポリアミド、ポリエステル、及び芳香族ポリカーボネートと脂環式ポリエステルとの混合物からなる群より選択される1つ以上を含む、上記<1>から<6>のいずれかに記載の合成樹脂積層体である。
<8> 前記機能層(B)間に介在する前記透明な樹脂層(C)が、トリアセチルセルロースを含む、上記<7>に記載の合成樹脂積層体である。
<9> 上記<1>から<8>のいずれかに記載の合成樹脂積層体が球面あるいは非球面に曲げ加工されてなるレンズである。
<10> 上記<1>から<8>のいずれかに記載の合成樹脂積層体が曲げ加工されてなり、凹面側に透明樹脂の一体射出成形体を有するレンズである。
<11> 上記<9>または<10>に記載のレンズを用いたアイウェアである。
本発明の合成樹脂積層体の一実施形態を示す概略断面図を図1に示す。図1に記載の合成樹脂積層体は、2個の透明な合成樹脂層(A)と、該2個の合成樹脂層(A)間に介在する2個のフォトクロミック特性を有する機能層(B)と、該2個の機能層(B)間に介在する透明な樹脂層(C)とを有する。
次に、本発明の合成樹脂積層体の別の一実施形態を示す概略断面図を図2に示す。図2に記載の合成樹脂積層体は、図1に記載の合成樹脂積層体に対し、2個のフォトクロミック特性を有する機能層(B)の一方と、透明な樹脂層(C)と反対側に存在する前記合成樹脂層(A)の一方との間に、前記機能層(B)側から順に偏光特性を有する樹脂層(D)と接着材層(E)とを有する。
本発明の合成樹脂積層体は、図1および図2に示される実施形態に何ら限定されるものではない。
上記の樹脂成分の中でも、芳香族ポリカーボネートが好ましく、本発明における透明な合成樹脂層(A)の両方が、芳香族ポリカーボネートを含む単層であることがより好ましい。
中でも芳香族ジヒドロキシ化合物又はこれと少量のポリヒドロキシ化合物を、ホスゲン又は炭酸のジエステルと反応させることによって作られる分岐しても良い熱可塑性ポリカーボネート重合体がより好ましい。芳香族ジヒドロキシ化合物とは、下記一般式(a)または一般式(b)で表される化合物である。
本発明では、フォトクロミック特性を有する機能層(B)を2個以上有することが特徴の一つである。このような構成により、先行技術における問題点、即ち、フォトクロミック色素の低溶解性により、十分なコントラストを得るためにフォトクロミック特性を有するポリウレタン樹脂層の厚みが大きくなり、平滑で厚さが均一になるよう制御することが困難であったという問題点を解決することができる。
本発明におけるフォトクロミック特性を有する機能層(B)は、2個または3個であることが好ましく、2個であることがより好ましい。
前記ウレタン系樹脂としては、ジイソシアネートとポリオールとを一定割合で反応させたポリウレタンプレポリマーを用いることが好ましい。すなわち、ジイソシアネートとポリオールから得られる両末端がイソシアネート基を有する化合物である。ジイソシアネート化合物としては、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート(MDI)が好ましい。また、ポリオールとしては、5〜30の重合度を有するポリプロピレングリコール(PPG)を使用することが好ましい。ポリウレタンプレポリマーの数平均分子量は、好ましくは500〜5000であり、より好ましくは1500〜4000であり、特に好ましくは2000〜3000である。
本発明における透明な樹脂層(C)に用いられる樹脂としては、例えば、芳香族ポリカーボネート、ポリ(メタ)アクリレート、アセチルセルロース、ポリアミド、ポリエステル、及び芳香族ポリカーボネートと脂環式ポリエステルとの混合物からなる群より選択することができる。上記樹脂の中でも、透明性、低複屈折率、耐溶剤性の点から、アセチルセルロースが好ましい。アセチルセルロースとしては、トリアセチルセルロース(TAC)、ジアセチルセルロースなどが挙げられ、中でもトリアセチルセルロース(TAC)が好ましい。本発明における透明な樹脂層(C)の厚みは、好ましくは10μmから300μmであり、より好ましくは30μmから100μmである。
本発明における透明な樹脂層(C)は、偏光特性を有するものであってもよい。
前記偏光特性を有する樹脂層(D)には、ポリビニルアルコール系樹脂のフィルムを二色性の有機染料で染色および延伸して製造されたものを用いることが好ましい。このポリビニルアルコール類としては、ポリビニルアルコール(PVA)、PVAの酢酸エステル構造を微量残したもの及びPVA誘導体または類縁体であるポリビニルホルマール、ポリビニルアセタール、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物等が例示され、特にPVAが好ましい。このポリビニルアルコール系樹脂のフィルムを一方向に延伸させつつ、2色性の有機染料を含浸もしくは吸着させ、適宜、固定し、乾燥して偏光性のフィルムとする。
PVAの重量平均分子量は、好ましくは50,000〜350,000であり、より好ましくは150,000〜300,000である。延伸前のPVAフィルムの厚みは、通常100〜300μm程度であり、延伸後のPVA偏光フィルムは10〜50μm程度が好ましい。
PVAフィルムの延伸倍率は2〜8倍が好ましく、目的に応じて適宜選択されるが、延伸後の強度の点から3〜6倍がより好ましい。
ポリウレタンプレポリマー50重量部に対し、硬化剤5重量部、溶媒として酢酸エチル65重量部を使用して樹脂液を調製した。前記ポリウレタンプレポリマーは、NCO基当量重量(当量重量とは官能基1個当たりの平均分子量)が1500のポリウレタンプレポリマー(ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート(MDI)と平均重合度15のポリプロピレングリコール(PPG)から調製したもの)である。また、前記硬化剤は、水酸基当量重量が1050である硬化剤(トリレンジイソシアネートと平均重合度が10のポリプロピレングリコールから調製したもの)である。前記樹脂液にフォトクロミック色素としてVivimed社の「Ruby」0.2重量部を均一になるよう混合し、フォトクロミック色素含有樹脂液とした。
ポリビニルアルコール(クラレ株式会社製、商品名:VF−PS#7500)を35℃の水中で270秒間膨潤しつつ、2倍に延伸した。
引き続いて、カヤラススプラブルーBWL、スミライトレッド4B、スミライトスプラオレンジ2GL、および10g/Lの無水硫酸ナトリウムを含む35℃の水溶液中で染色しつつ、3倍に延伸した。
この染色フィルムを酢酸ニッケル2.3g/Lおよびホウ酸4.4g/Lを含む水溶液中35℃で120秒間浸漬しつつ、4倍に延伸した。そのフィルムを緊張状態が保持された状態で室温にて3分乾燥を行った後、110℃で3分間加熱処理し、透過率30%、偏光度99%の偏光フィルムを得た。
(フォトクロミック性能評価)
恒温槽23℃下でソーラーシミュレーターHAL‐320(朝日分光製)を用いて照射強度50000ルクスの疑似太陽光を照射した。照射開始15分後の透過率(T1)を分光光度計MCPD−7700(大塚電子製)によって測定した。同様に無照射時の透過率(T2)を測定し、下記(式1)で表されるコントラストを評価した。ここで言う透過率とは、JIS Z−8701で規格される、C光源を用いた2度視野における視感透過率である。
コントラスト=T2/T1 (式1)
(外観評価)
合成樹脂積層体にUV面照射装置LMH133F(アイテックシステム製)を用いて紫外光を照射し、フォトクロミック色素を発色させた状態で目視判断した。
上記(1)の方法で得られたフォトクロミック色素含有樹脂液(機能層(B)用)を、樹脂層(C)である厚み40μmのトリアセチルセルロース(TAC)フィルム(富士フィルム社製)にバーコーター#42で塗布した。その後、70℃の雰囲気下で10分間溶剤を揮発させ、該樹脂液面と、合成樹脂層(A)である厚み320μmでRe が5500nmの芳香族ポリカーボネートフィルム(三菱エンジニアリングプラスチックス社製、商品名:ユーピロンE−2000(以下同じ))とを貼り合わせた。
得られた積層体のTACフィルム(樹脂層(C))面に、上記(1)の方法で得られたフォトクロミック色素含有樹脂液(機能層(B)用)を同様に塗布し、該樹脂液面と、合成樹脂層(A)である厚み320μmでRe が5500nmの芳香族ポリカーボネートフィルムとを貼り合わせた。
得られた合成樹脂積層体を70℃で2日間加熱硬化させた。こうして得られた合成樹脂積層体について、フォトクロミック特性を有する機能層(B)の厚みを測定し、さらに外観を観察した。下記表1に合成樹脂積層体の評価結果を示した。
実施例1において、合成樹脂層(A)である芳香族ポリカーボネートフィルムの代わりに、共押出法により製造された厚み50μmのポリ(メタ)アクリレート樹脂と厚み250μmの芳香族ポリカーボネート樹脂とからなる一体積層化された厚み300μmのフィルムを使用し、該芳香族ポリカーボネート樹脂がフォトクロミック色素含有樹脂液と貼り合わさるよう積層した以外は、実施例1と同様に合成樹脂積層体を作製し、同様に評価した。
実施例1において、合成樹脂層(A)である芳香族ポリカーボネートフィルムの代わりに、ポリアミドフィルムを使用した以外は、実施例1と同様に合成樹脂積層体を作製し、同様に評価した。
実施例1と同様に、フォトクロミック特性を有する機能層(B)を介してTACフィルム(樹脂層(C))と芳香族ポリカーボネートフィルム(合成樹脂層(A))とを貼り合わせた(積層体1)。ついで上記(2)の方法で得られた厚み約30μmの偏光フィルム(樹脂層(D))に、上記(1)の方法において、フォトクロミック色素を使用しないこと以外は同様に作製されたウレタン接着剤(接着剤層(E))を、マイクログラビアコーターを使用して塗布した。それから、70℃の雰囲気下で10分間溶剤を揮発させ、接着剤層(E)と合成樹脂層(A)である厚み320μmでReが5500nmの芳香族ポリカーボネートシートとを貼り合わせた(積層体2)。
積層体2の偏光フィルム(樹脂層(D))面に、上記(1)の方法で得られたフォトクロミック色素含有樹脂液(機能層(B)用)を同様に塗布し、積層体1のTACフィルム(樹脂層(C))面と貼り合わせた。得られた合成樹脂積層体を実施例1と同様に熱硬化させ、同様に評価した。
上記(1)の方法で得られたフォトクロミック色素含有樹脂液(機能層(B)用)を厚み50μmのTACフィルム(樹脂層(C))にバーコーター#36で塗布した。その後、70℃の雰囲気下で10分間溶剤を揮発させ、該樹脂液面と、合成樹脂層(A)である厚み320μmでReが5500nmの芳香族ポリカーボネートフィルムとを貼り合わせた。同様のものをもう一組作製し、片方の積層体のTACフィルム(樹脂層(C))面に、上記(1)の方法で得られたフォトクロミック色素含有樹脂液(機能層(B)用)をバーコーター#24を用いて同様に塗布し、もう片方の積層体のTACフィルム(樹脂層(C))面と貼り合せた。得られた合成樹脂積層体を実施例1と同様に熱硬化させ、同様に評価した。
実施例1において、樹脂層(C)としてTACフィルムの代わりに、厚み300μmの芳香族ポリカーボネートフィルムを用いること以外は、実施例1と同様に合成樹脂積層体を作製し、同様に評価した。
合成樹脂層(A)である厚み320μmでReが5500nmの芳香族ポリカーボネートシートに、上記(1)の方法で得られたフォトクロミック色素含有樹脂液(機能層(B)用)をギャップ150μmのドクターブレードで塗布し、70℃の雰囲気下で10分間溶剤を揮発させ、該樹脂液面に合成樹脂層(A)である厚み320μmでReが5500nmの芳香族ポリカーボネートシートを貼り合わせた。この合成樹脂積層体を70℃で2日間加熱硬化させた。得られた合成樹脂積層体の評価は実施例1と同様に行った。
比較例1において、フォトクロミック色素含有樹脂液(機能層(B)用)をバーコーター#42を使用して塗布したこと以外は、比較例1と同様に合成樹脂積層体を作製し、同様に評価した。
上記(2)の方法で得られた厚み約30μmの偏光フィルム(樹脂層(D))に、上記(1)の方法において、フォトクロミック色素を使用しないこと以外は同様に作製されたウレタン接着剤(接着剤層(E))を、マイクログラビアコーターを使用して塗布した。それから、70℃の雰囲気下で10分間溶剤を揮発させ、接着剤層(E)と合成樹脂層(A)である厚み320μmでReが5500nmの芳香族ポリカーボネートシートとを貼り合わせた。
得られた積層体の偏光フィルム(樹脂層(D))面に、上記(1)の方法で得られたフォトクロミック色素含有樹脂液(機能層(B)用)をギャップ150μmのドクターブレードで塗布し、70℃の雰囲気下で10分間溶剤を揮発させ、該樹脂液面に合成樹脂層(A)である厚み320μmでReが5500nmの芳香族ポリカーボネートシートを貼り合わせた。得られた合成樹脂積層体を実施例1と同様に熱硬化させ、同様に評価した。
B:フォトクロミック特性を有する機能層(B)
C:透明な樹脂層(C)
D:偏光特性を有する樹脂層(D)
E:接着材層(E)
Claims (8)
- 2個の透明な合成樹脂層(A)と、該2個の合成樹脂層(A)間に介在する2個以上のフォトクロミック特性を有する機能層(B)と、該2個以上の機能層(B)間に介在する1個の透明な樹脂層(C)とを有し、該機能層(B)が、フォトクロミック色素を含み、かつ、ジイソシアネート及びポリオールから得られた硬化層であることを特徴とする合成樹脂積層体であって、
前記透明な合成樹脂層(A)の少なくとも一方が、芳香族ポリカーボネート、ポリ(メタ)アクリレート、アセチルセルロース、ポリアミド、及び芳香族ポリカーボネートと脂環式ポリエステルとの混合物からなる群より選択される1つを含む単層であるか、あるいはこれらの2つ以上が積層一体化されてなる多層であり、
前記機能層(B)間に介在する前記透明な樹脂層(C)が、芳香族ポリカーボネート、ポリ(メタ)アクリレート、アセチルセルロース、ポリアミド、ポリエステル、及び芳香族ポリカーボネートと脂環式ポリエステルとの混合物からなる群より選択される1つ以上を含み、
前記2個の透明な合成樹脂層(A)間に介在する全ての機能層(B)の厚みの合計が30μm以上であり、かつ、個々の該機能層(B)の厚みが15〜25μmであり、
個々の前記合成樹脂層(A)の厚みが100〜800μmであり、
前記樹脂層(C)の厚みが10〜300μmである、
前記合成樹脂積層体。 - 前記機能層(B)の一方と、前記樹脂層(C)と反対側に存在する前記合成樹脂層(A)の一方との間に、前記機能層(B)側から順に偏光特性を有する樹脂層(D)と接着材層(E)とを有する、請求項1に記載の合成樹脂積層体。
- 前記樹脂層(C)が偏光特性を有する、請求項1または2に記載の合成樹脂積層体。
- 前記透明な合成樹脂層(A)の両方が、芳香族ポリカーボネートを含む単層である、請求項1から3のいずれかに記載の合成樹脂積層体。
- 前記機能層(B)間に介在する前記透明な樹脂層(C)が、トリアセチルセルロースを含む、請求項1から4のいずれかに記載の合成樹脂積層体。
- 請求項1から5のいずれかに記載の合成樹脂積層体からなる球面あるいは非球面の形状を有するレンズ。
- 請求項1から5のいずれかに記載の合成樹脂積層体からなる凹面を有するレンズであって、該凹面側に透明樹脂の一体射出成形体を有する、前記レンズ。
- 請求項6または7に記載のレンズを用いたアイウェア。
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