JPS61220811A - 複合プラスチツクの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は樹脂内部に膜要素が埋設されてなる複合プラス
チックの製造方法に関し、更に詳しくは膜要素と樹脂と
の接着性を向上せしめた複合プラスチックの製造方法□
に関するものである。

〔従来の技術〕

プラスチックにおいて、特に透明プラスチックは自身の
有する透明性に加えて軽量でｆｂり、しかも耐衝撃性、
易加工性等にも優れているととから、従来のガラスに代
って種々の透明部材に応用されている。透明プラスチッ
クの応用分野において、プラスチックレンズはガラスレ
ンズに比して軽量・安全であシ、しかも染料による染色
が可能であるという利点を有していることからガラスレ
ンズに代って急速に普及しつつある。かかる透明プラス
チック材料としては、特にジエチレングリコールビスア
リルカーボネート及び（メタ）アクリレート類のホモポ
リマーあるいはそれらを主成分としたコポリマーは″透
明性、耐摩耗性に優れ、しかも生産性が高いためプラス
チックレンズ材料として実用に供されている。

一方、最近防眩用のメガネレンズとして、屋外活動の拡
大と共に偏光、調光機能を有する偏光レンズ、調光レン
ズの需要が高まっている。

また、事務所内におけるパソコンあるいはオフィスオー
トメーションの導入、工場内での７アクトリオートメー
シヨンが急速に進み、それらのコンピューターに関与す
る従事者のディスプレイによる眼の疲労、ある仏はそれ
に起因すると思われる精神的疲労が問題となっていて、
コンピューターディスプレイ用の防眩レンズ、防眩スク
リーン等の使用が不可欠となシつつある。

かかる現状において、ガラス製のそれら商品に代わって
、軽量であシ、耐衝撃性にも優れていて、しかも生産性
の高いプラスチック製の偏光レンズ、調光レンズあるい
は防眩スクリーン等の複合プラスチック製品の開発が進
んでいる。

従来よシ、プラスチック製の偏光レンズ、調光レンズあ
るいは防眩スクリーン等を前記のごとき透明プラスチッ
ク材料によって製造する場合、プラスチック材料として
の樹脂モノマー中に偏光、調光等の機能を有する膜要素
を埋設して重合させ、膜要素と樹脂とを一体化させる方
法が採られていることは公知である。例えば、成形され
るプラスチックに凹面（または平面）及び凸面（または
平面）を形成するのに好適な転写面を有する２種の剛性
モールドの全周を筒状弾性モールドによって型抜めされ
ることによって形成されるモールド空間部に、膜要素を
挟持、固定して膜要素によって２分された空間部それぞ
れに樹脂モノマーを注入、充填して重合硬化させた後、
剛性モールドより重合体を取出すととＫよって複合プラ
スチックが製造されている。

しかしながら、かかる方法によると、重合硬化の過程で
膜要素は変形を起こし、樹脂層の薄い部分では膜要素状
樹脂との界面より剥離してしまうという問題があシ、品
質や生産性を低下せしめる原因と力っている。更に、膜
要素と樹脂との接着強度が低い場合、例えば複合プラス
チックレンズにおいては、眼鏡の枠入れ時に行表われる
玉摺りにより膜要素が剥離して商品価値を損につたり、
高温多湿環境下での使用に際し、同様の剥離を生じたシ
して、耐久性に劣るという問題がある。

したがって、上記のごとき複合プラスチックの製造方法
において、膜要素と樹脂との接着強度を向上せしめる方
法として、例えば、ポリビニルアルコールカラまる偏光
用シートにセルロースアセテートブチレートを担持物質
として積層するととが特公昭５３−２９７１１号公報に
、また、熱可塑性ポリウレタン溶液に硬化剤を添加して
偏光フィルムに施こし被覆することが特開昭５９−１８
７８１９号公報に開示されている。

〔発明の解決しようとする問題点〕

複合プラスチックの製造方法における問題点は、前記の
ごとく樹脂内部に埋設された膜要素の樹脂との接着強度
を如何にして技術的に向上せしめ、耐久性に優れた高品
質の複合プラスチックを製造するかにある。

かかる問題点の解決手段としての前記の膜要素の処理方
法はそれなシの効果は認められるとしても、例えばポリ
ビニルアルコールからなる偏光用シートへのセルロース
アセテートブチレート担持物質の積層は接着剤を使用し
て加圧ロール技術を用いて積層することを必要とし、接
着剤の選択如何によっては、樹脂モノｉ−にょシ溶解さ
れ、その接着部分からの剥離、あるいは接着剤により着
色するという欠点があ夛、シかも加圧ロール技術を必要
とする彦ど煩雑な工程が加わるという不利な点がある。

また、熱可塑ポリウレタン溶液からなるプライマーの膜
要素への処理は、膜要素の種類によっては着色されたり
、変色したシして、しかも、膜要素への処理に加熱工程
が加わシ、膜要素を変形せしめるという問題点をも有し
ている。

このように、複合プラスチックの製造方法において、現
状では樹脂と膜要素との接着強度を向上せしめるための
満足し得る手段は見い出されていない。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者は、前記の問題点に鑑み、膜要素と樹脂との接
着強度が高く、耐久性に優れた高品質の複合プラスチッ
クの製造方法について種々研究、検討した。その結果、
膜要素を予めシランカップリング剤により処理して、更
にその上にプレポリマー層を形成せしめて、樹脂モノマ
ー中に埋設せしめ、重合硬化させることによって目的が
達成されると込う事実を見い出し、本発明を完成するに
至ったものである。

即ち、本発明は転写面を有する第１及び第２の剛性モー
ルドの外周が筒状弾性モールドによって全周にわたシ型
抜めされ、樹脂モノマーと該樹脂モノマー中に埋設され
た膜要素とより構成されて重合硬化される複合プラスチ
ックの製造方法において、予めシランカップリング剤に
より表面処理されてシランカップリング層が形成され、
その上に樹脂モノマーを予備重合させたプレポリマー層
が形成された膜要素を埋設して重合硬化させることを特
徴とする複合プラスチックの製造方法である。

本発明において、膜要素は複合プラスチックとしての用
途、例えば偏光プラスチックレンズ、偏光プラスチック
スクリーンあるいは調光プラスチックレンズ等に対する
膜要素の所要機能に従ったいずれの膜要素に対しても適
応することができる。膜要素としての形態は数ミクロン
の厚さのフィルムから数きす単位のシート状のものであ
ってもよく、また、形状は複合プラスチックとしての用
途に従って、円形、楕円形、四角、多角形等どのような
ものであってもよく特に限定されない。而して、本発明
は複合プラスチックにおいて、特に複合プラスチックレ
ンズの製造に好適である。

本発明において使用される膜要素は市販品であってよく
、膜要素は先ずシランカップリング剤が処理されて゛、
シランカップリング層が形成される。

シランカップリング剤は、その分子中に無機質と化学結
合する反応基と有機質材料と化学結合する反応基を併せ
もつことから、従来よシ有機質材料と無機質材料とを結
合させるカップリング剤として使用されていてＦＲＰ、
Ｆ″Ｒ’Ｉ’Ｐ　用ガラス繊維の表面処理、フィラーの
表面処理などに用いられているが、本発明のごとく膜要
素に応用する試みはなされていない。従来よりシランカ
ップリング剤は種々の成分からなるものが知られていて
多くの市販品がある。本発明において使用し得るものは
特に限定されないが、例えばビニルトリクロルシラン、
ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラｙ
１　ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、ビ
ニルトリアセトキシシラｙなどに代表されるビニルシラ
ン、γ−アミノプロピルトリエトキシシランあるいはｒ
−メタクリロオキシプロビルトリメトキシシランなどの
アミノシラン、メタクリルシランなどのシランカップリ
ング剤が好適表ものとして挙げられる。かかるシランカ
ップＩＪ　７グ剤は適当々希釈剤で希釈されてもよい。

膜要素にシランカップリング剤を処理して、シランカッ
プリング層を形成させる方法において、シランカップリ
ング剤の塗布方法は、例えばシランカップリング剤をは
け塗シ、ロールコータ−塗シ、スピニング塗シ、するい
はシランカップリング剤中への浸漬外ど通常の塗布方法
によって行なわれる。而して、シランカップリング層の
厚さの均一性とその厚さの調整という点で、浸漬方法が
好ましく、層の厚さはシランカップリング剤の粘度（濃
度）と引上速度で容易に調整し得る。膜要素に形成され
るシランカップリング濁の厚さは特に限定されないが、
目的に適応するに充分な厚さが必要であシ、例えば、室
温（約２２℃）にて市販のシランカップリング剤に浸漬
して１０００〜５０−７分、好ましくはＳＯＯ〜１００
５ｍ／分の引上速度で処理されて形成された層の厚さで
充分である。塗布後は室温にて２〜１０時間乾燥される
。かかる方法において、膜要素は必要に応じて裁断など
により所要寸法となしたシ、曲率を与えた後に行なうの
が好ましい。

膜要素へのシランカップリング層の形成方法において、
更に好ましいのは、シランカップリング剤の処理前、即
ち、塗布前に膜要素を前処理することであって、かかる
前処理によってシランカップリング剤の接着性はよシ向
上する。

ｆｌｌ処Ｗ、ｈｌｆｌアルコール、エチルアルコール、
イゾプロビルアルコールなどのアルコール系溶剤、塩化
メチレン、トリクロルエチレン、トリクロルエタンがど
の塩素化炭化水素系溶剤、あるい唸希薄アルカリ性水溶
液などに浸漬することＫよって行なわれる。浸漬条件と
しては室温くて１０分以内、好ましくは５分〜３０秒程
度で充分である。浸漬後は必要により水洗、乾燥が行表
われる。

本発明において、膜要素に形成されたシランカップリン
グ層の上に１更に樹脂モノマーを予備重合させたプレポ
リマーの層が形成される。

樹脂モノマーは複合プラスチックの製造用原料であるモ
ノマーと同雅のものである。プレポリマーはモノマーに
重合開始剤を添加・混合せしめて重合させるが、その重
合度は、形成されるプレポリマー層の厚さ及び製造され
る複合プラスチックの品質との関係において、粘度で表
わすと５〜１０００センチポイズ（回転式粘度計により
２５℃にて測定、以下、同じ）の範囲であゐのが好まし
く、更に好ましくは１５〜３００センチポイズである。

かかる粘度は重合温度と時間で任意に調整される。プレ
ポリマーの粘度が２０００センチポイズを越えると複合
プラスチックの製造用に組立てられたモールドの空間部
に充填されるモノマーとの間に境界面を生じた状態で重
合硬化されて、その部分は脈理を生じたようになシ、複
合プラスチック製品としての品質を低下させるので好ま
しくない。また５センチボイズ以下では、必要、且つ充
分なプレポリマー層が形成されまい。プレポリマー層の
形成方法は特に限定されるものではないが、均質性と作
業性の点で浸漬方法によるのが好ましい。層の厚さは著
るしく厚く、または薄いことは避けるべきである。層の
厚さは例えば、浸漬方法においては、プレポリマーの粘
度と引上速度で任意に設定することができるが、５〜１
０００センチポイズにおいて室温（約２２℃）で２００
０〜１００■／分の引上速度で充分である。

上記のごとく処理された膜要素を樹脂モノマー中に埋設
させて重合硬化させ、複合プラスチックを製造する方法
は、従来よシ行なわれている方法を採用することができ
る。即ち、プラスチックに凹面（′ｔたは平面）及び凸
面（または平面）を形成するのに好適々転写面を有する
第１及び第２剛性モールドの全周を筒状弾性モールドに
よって製法めされることによって形成されるモールド空
間部に膜要素を挟持、固定してＭ’ｌ素によって２分さ
れた空間部のそれぞれに樹脂モノマーを注入、充填して
重合硬化させる方法によって行なわれる。上記の方法は
膜要素が拘束された状態で重合硬化される。拘束手段は
、例えば第１及び第２剛性モールド間に挾持させる方法
、筒状弾性モールド内周に設けられた膜要素載置用段部
に載置して剛性モールドにより固定させる方法、その他
適当な手段により膜要素を挟持、固定させる方法などが
採用されるが、いずれの手段が採用されてもよく、本発
明に従って表面処理された膜要素の使用は、かかる拘束
状態における場合、格別な効果が認められるものである
。また、膜要素を無拘束の状態、例えば剛性モールド径
よシ小さい径の膜要素を樹脂モノマー中に埋設させて重
合せしめる方法においても当然のことながら効果が認め
られるものである。

本発明において、樹脂モノマー唸透明樹脂を与える例え
ばメチルメタクリレート、スチレン、ジエチレングリコ
ールビスアリルカーボネート、ジアリルフタレートなど
を単独または重合可能な他の樹脂モノマーと組合せたも
のが用いられる。また、重合開始剤はそれぞれに好適な
ものが混合溶解される。かかる樹脂モノマーは注入に支
障のない程度に重合されたプレポリマーであってもよい
。樹脂モノマーにおいて膜要素に処理して形成するプレ
ポリマー層用のプレポリマーの調製の容易性、あるいは
製造された複合プラスチックの透明性、耐衝撃性外どか
らジエチレングリコールビスアリルカーボネートは優れ
たものの一つである。メチルメタクリレート、スチレン
などは重合の完結したポリマーを溶剤で溶解して粘度を
調製したものをプレポリマーとして膜要素に処理してプ
レポリマー層を形成させてもよい。

次に１本発明を複合プラスチックにおいて複合プラスチ
ックレンズについて具体的に説明するが、本発明は実施
例のみに限定されるものでないことは勿論である。

〔実施例〕

実施例１〜１１ 膜要素としてポリビニルアルコールからなる偏光膜（径
７４箇、曲率ａＯＯカーブ相当）を第１表に示す前処理
剤に３分間浸漬して引上げた後、室温にて乾燥させて、
偏光膜を前処理した。

次いで、上記のように前処理された偏光膜を第１表に示
すシランカップリング剤に浸漬して５０９ｖｎａ１分の
速度で引上げた後、第１表に示す条件で乾燥させて、偏
光膜の表面にシランカップリング層を形成させた。

別Ｋ　％樹脂モノマーとしてジエチレングリコールビス
アリルカーボネートを第１表に示す条件で予備重合させ
て、粘度２２〜２８５センチポイズのプレポリマーを調
製し、該プレポリマー中にシランカップリング層の形成
された偏光膜を浸漬して１１００Ｏｓ／分の引上速度で
引上げてプレポリマー層の形成された偏光膜を得た。

次に第１図に示される複合プラスチックレンズ成形用の
組立て、られたモールドの断面図に示されるごとく、モ
ールドを組立てる。即ち、凹の転写面を有するガラス製
の第２剛性モールド２（転写面曲率！ＬＯＯカーブ相当
、径７５■）を剛性モールド嵌合用段部４ａが一体成形
されてなる筒状弾性モールド４（エチレン−酢ビコポリ
マー製）の嵌合用段部４ａの下面に当接させて緊密に嵌
合させた。続いて上記のごとく表面処理されてプレポリ
マー層の形成された偏光膜３を筒状弾性モールド４の嵌
合用段部４ａの上面に載置させてモールド空間部５ａを
形成させ、更に凸の転写面を有するガラス製の第１剛性
モールド１（転写面曲率＆００カーブ相当、径７５霞）
を筒状弾性モールド４に一体成形された剛性モールド段
部４ｂに当接させて緊密に嵌合させて、偏光膜３を固定
させるとともに空間部５ｂを形成させ、更に剛性モール
ド１，２を外側から弾性バネ６によって挟持して固定さ
せてモールドを組立てた。組立てられたモールドの空間
部５ａ及び５ｂに、予め重合開始剤を混合、溶解して調
製された樹脂モノマーのジエチレングリコールビスアリ
ルカーボネートを所定の注入口（第１図には示さず）を
介して注入、充填させた後、これを加熱炉に入れ、３０
℃から９０℃まで１８時間を費して昇温加熱して重合さ
せた。徐冷後、離型して重合体を取出し、第２図の成形
された複合プラスチックレンズの断面図に示されるごと
く、偏光膜３及び樹脂５ｂが一体成形されて鍔状に突出
した部分を切断し、周縁部を研摩して、第３図に示され
る断面形状のジオプトリー１００１中心厚１３■の複合
プラスチックレンズを得た。

得られた複合プラスチックレンズの性能評価として光学
特性測定、偏光膜の状態調査を行ない、更に耐久性につ
いて強制環境試験（Ａ８ＴＭ−５３５９，１０００時間
）後についても同様に行なった。

偏光膜の処理条件及び複合プラスチックレンズの性能評
価の結果を第１表に示す。

比較例１〜２ 実施例における膜要素としての偏光膜を表面処理しない
もの及びプレポリマー層のみが形成したものを使用して
実施例と同様に偏光膜を樹脂モノマー中に埋設して重合
硬化させて複合プラスチックレンズを得た。得られた複
合プラスチックレンズの性能評価を実施例と同様に行な
い、その結果を第１表に示す。

〔発明の効果〕

本発明の複合プラスチックの製造方法は樹脂内部に埋設
される膜要素を予め表面処理してシランカップリング層
及びプレポリマー層を形成させることに特徴があシ、か
かる処理された膜要素を使用することによって従来、複
合プラスチックにおいて問題となっていた膜要素と樹脂
との接着強度の向上が達成され、しかも耐久性にも優れ
るという効果を有するものである。特に膜要素を拘束状
態で樹脂モノマー中に埋設して重合硬化させる複合プラ
スチックの製造方法において顕著な効果が認められる。

本発明は複合プラスチックとして、レンズの製造に好適
であるが、防眩用スクリーンなど広範な光学部品の製造
に応用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例１〜１１における複合プラスチックレ
ンズ成形用の組立てられたモールドの断面図、第２図は
上記モールドを使用して成形された複合プラスチックレ
ンズの断面図、第３図は鍔状突出部を切断して周縁部を
研摩して完成された複合プラスチックレンズの断面図で
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、転写面を有する第１及び第２の剛性モールドの外周
   が筒状弾性モールドにより全周にわたり型決めされ、樹
   脂モノマーと該樹脂モノマー中に埋設された膜要素とよ
   り構成されて重合硬化される複合プラスチックの製造方
   法において、予めシランカップリング剤により表面処理
   されてシランカップリング層が形成され、その上に樹脂
   モノマーを予備重合させたプレポリマー層が形成された
   膜要素を樹脂モノマー中に埋設して重合硬化させること
   を特徴とする複合プラスチックの製造方法。 ２、複合プラスチックが複合プラスチックレンズである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の製造方法
   。