KR20020033092A - 편광성 광학물품 - Google Patents

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KR20020033092A
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Abstract

본 발명은 편광자를 조립한 편광성 광학물품, 예컨대 선글래스, 고글, 렌즈류의 색상을 보색하고, 실질적으로 그레이화함으로써, 자연색에 가까운 시각을 얻는 편광성 광학물품을 얻는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 편광성 광학물품은, 1층의 편광자 시트를 포함하는 다층구조의 광학물품으로서, 적어도 1층에, 편광자 시트고유의 색상을 보색하는 색소가 배합 또는 부여되어, 실질적으로 그레이화되어 있다. 또 1층의 편광자 시트와 적어도 1층의 다른 시트를 갖추는 복수의 시트가 상호 접착제 또는 점착제로 접합되어서, 복합시트상물이 구성되고, 이 복합시트상물의 편광자 시트, 다른 시트, 접착제층 또는 점착제층중 적어도 1층에 편광자 시트 고유의 색상을 보색하는 색소가 배합되어 있다.

Description

편광성 광학물품{POLARIZATION OPTICAL ARTICLE}
입사광과 법선방향을 포함하는 평면내에 어느 빛의 진동성분을 p편광, 그것에 수직인 면내에서 진동하는 성분을 s편광이라 하면, 유리나 수면 등의 광택면에서 반사하는 빛은 반사각에 대하여, s편광이 단조롭게 증가하는 것에 대하여, p성분은 60°부근에서 거의 제로로 되는 극소점이 있다. 따라서 s편광을 커트하여 p편광만을 투과하는 편광필터를 사용하면, 반사광에 의한 번쩍이는 감을 대폭으로 감할 수가 있다. 이 원리를 사용하여 수면, 설면, 도로, 창유리, 금속면 등의 반사광에서 오는 눈부심을 완화하고, 보기 쉽게할 목적으로, 편광자부착 선글래스, 스키고글, 교정렌즈 등이 만들어저 있다.
편광자는 통상은 폴리비닐 알코올 등의 1축 연신한 시트를 요오드 또는 염료로, 도프하는 방법으로 제조되고 있다. 그 때문에, 본래 무색이어야 할 편광자는 요오드나, 염료에 의해 착색되어서, 고유의 색상을 갖는다.
일반적으로, 편광자는 막두께가 1㎜ 이하이기 때문에, 상기 착색은 얇고, 통상 하등의 문제없이 선글래스, 스키고글, 교정렌즈 등의 광학물품에 적용되고 있으나, 착용하는 사람에 따라서는 신경 쓰이는 일이 있게 된다.
본 발명은 상기 문제점을 감안하여, 편광자를 조립한 편광성 광학물품의 색상을 보색하여, 자연색에 가까운 시각을 얻도록 한 것이다.
본 발명은 편광자를 조립한 편광성 광학물품, 예컨대 선글래스, 고글, 렌즈류의 편광성 광학물품에 관한 것이다.
도 1은 실시예 1에서의 분광투과율을 도시한 그래프이다.
도 2는 비교예 1에서의 분광투과율을 도시한 그래프이다.
상기 기술적 과제를 해결하는 본 발명의 기술수단은, 1층의 편광자 시트를 포함 적층구조의 광학물품으로서 적어도 1층에 편광자 시트 고유의 색상을 보색하는 색소가 배합 또는 부여되어, 실질적으로 그레이색화되어 있는 점에 있다.
본 발명의 다른 기술수단은 400 내지 750㎜의 평균투과율x(%)이 x=15 내지 80, 각 파장의 투과율y(%)이 y=x±10의 범위에 있는 점에 있다.
본 발명의 다른 기술수단은 1층의 편광자 시트와 적어도 1층의 다른 시트를 갖추는 복수의 시트가 상호 접착제 또는 점착제로 접합되어 복합시트상물(物)이 구성되고, 이 복합시트상물의 편광자 시트, 다른 시트, 접착제층 또는 점착제층중 적어도 1층에, 편광자 시트고유의 색상을 보색하는 색소가 배합되어 있는 점에 있다.
본 발명의 다른 기술수단은, 내층의 1층이 편광자 시트이며 또한 나머지 층이 다른 시트인 3층 이상의 시트가 상호 접착제 또는 점착제로 접합되어, 복합시트상물이 구성되고, 이 복합시트상물의 편광자시트, 다른 시트, 접착제층 또는 점착제층중 적어도 1층에 편광자 시트 고유의 색상을 보색하는 색소가 배합되어 있는 점에 있다.
본 발명의 다른 기술수단은 상기 복합시트상물의 양최외층 시트가 모두 같은 계통의 수지시트인 점에 있다.
본 발명의 다른 기술수단은, 복합시트상물과 수지층을 적층상으로 가지는 광학물품으로서, 1층의 편광자 시트와 적어도 1층의 다른 시트를 갖춘 복수의 시트가 상호 접착제 또는 점착제로 접합되어, 상기 복합시트상물이 구성되고, 그 복합시트상물의 최외층 시트 1층과 수지층이 열성형법으로 일체화되고, 상기 편광자 시트, 다른 시트, 접착제층, 점착제층 또는 수지층중 적어도 1층에, 편광자 시트 고유의 색상을 보색하는 색소가 배합되어 있는 점에 있다.
본 발명의 다른 기술수단은 복합시트상물와 수지층과를 적층상으로 갖는 광학물품으로서, 내층의 1층이 편광자 시트이며 또한 나머지 층이 다른 시트인 3층 이상의 시트가 상호 접착제 또는 점착제로 접합되어, 상기 복합시트상물이 구성되고, 그 복합시트상물의 최외층 시트 1층과 수지층이 열성형법으로 일체화되고, 상기 편광자 시트, 다른 시트, 접착제층, 점착제층 또는 수지층중 적어도 1층에 편광자 시트고유의 색상을 보색하는 색소가 배합되어 있는 점에 있다.
본 발명의 다른 기술수단은, 상기 복합시트상물의 양최외층 시트가 모두 같은 계통의 수지시트인 점에 있다.
본 발명의 다른 기술수단은, 상기 복합시트상물의 최외층 시트 1층과 수지층이 수지층의 사출압축 성형법으로 일체화되어 있는 점에 있다.
본 발명의 다른 기술수단은, 상기 복합시트상물의 최외층중 적어도 어느 하나의 시트가 폴리카보네이트계 수지인 점에 있다.
본 발명의 다른 기술수단은 상기 폴리카보네이트계 수지가 평균 중합도 120이하의 폴리카보네이트계 수지인 점에 있다.
본 발명의 다른 기술수단은, 상기 복합시트상물의 최외층 시트 1층과 수지층이, 폴리카보네이트계 수지인 점에 있다.
본 발명의 다른 기술수단은, 상기 폴리카보네이트계 수지가 평균 중합도 120이하의 폴리카보네이트계 수지인 점에 있다.
본 발명의 다른 기술수단은, 상기 복합시트상물의 최외층중 적어도 어느 하나의 시트가 광탄성계수 30×10-13㎠/dyne 이하, 유리전이온도 85℃ 이상인 수지인 점에 있다.
본 발명의 다른 기술수단은, 상기 복합시트상물의 최외층 시트 1층과 수지층이 광탄성 계수 30×10-13㎠/dyne 이하, 유리전이온도 85℃ 이상인 수지인 점에 있다.
본 발명의 다른 기술수단은, 광학물품의 적어도 어느 하나의 최외층의 표면내부 또는 표면부분에 편광자 시트 고유의 색상을 보색하는 색소가 부여되어 있는 점에 있다.
(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)
본 발명의 편광자 시트는, 굴곡성이나 성형성에서 1축 연신된 수지시트인 것이 바람직하다. 통상은 막두께 1㎜ 이하의 막두께가 균일한 폴리비닐알코올, 폴리비닐 포르말, 폴리비닐 아세탈, 폴리비닐 부티랄 등, 또는 그들의 변성품의 1축 연신시트이다.
이 시트자체도 일정한 편광성능을 가지나, 실용상은 편광도가 80% 이상인 것이 바람직하고, 이 목적을 위해, 요오드 또는 2색성염료를 도프하는 것이 행하여지고 있다. 요오드를 사용하는 요오드 도프법은 염료를 사용하는 염료도프법 보다 편광자 시트에 고유의 착색을 주는 경우가 적음과 더불어, 높은 편광도의 것이 얻어지기 쉬운 특징을 가지나, 반면, 내열성이 낮은 것이 결점이다.
한편, 염료도프법은 내열성이 높은 것이 특징이며, 편광자 시트와 그외의 시트를 접착제 또는 점착제로 접합한 복합시트상물을 가열가공하여 편광성 광학물품을 제조하는 경우, 혹은 그 복합시트상물을 열가소성수지 또는 열경화성수지의 중부, 혹은 표층에 배치한 편광성 광학물품을 제조하는 경우, 요오드 도프법 편광자 시트에 비하여, 인서트 성형등에서, 가공온도범위를 보다 넓게 취할 수 있다는 의미에서 자유도가 높다.
그런데, 염료 도프법으로는 일반적으로 염료고유의 색상이 편광자 시트에 나타나는 문제가 있다. 사용하는 염료에도 따르지만, 특히 650㎚ 보다 큰 파장에서의 투과율이 다른 가시광 파장 영역에서의 투과율 보다 크게되는, 즉 불그스름하게 보이는 경향이 있다. 이 때문에 본 발명은 염료 도프법으로 제조한 편광자 시트에 대하여 특히 유효하게 적용된다.
편광자용 도프제의 착색에 의한 편광자 시트고유의 색상을 보정하여, 실질적으로 그레이색화하는 목적을 위해, 본 발명에서는 편광자 시트 고유의 색상을 보색하는 색소를 후기하는 방법으로 배합 또는 부여하는 방법을 취한다. 본 발명의 "실질적으로 그레이색화"란, 본 발명의 편광성 광학물품이 무채색으로 시각되는 색상인 것을 의미한다.
더말하면, 편광자 시트고유의 색상이 그것을 보색하는 색소의 배합에 의하여 보정되고 있고, 400 내지 750㎚의 평균 투과율을 x(%)가 x=15 내지 80, 보다 바람직하게는 x=20 내지 70, 각 파장의 투과율 y(%)이 y=x±10, 보다 바람직하게는 y=x±7의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 편광성 광학물품이다.
평균투과율 x가 15% 미만에서는 선글래스, 스키고글, 교정렌즈 등의 광학물품으로서 시계가 지나치게 검고, 80%를 초과하면 차광성이 낮게 된다. 또 각 파장의 투과율 y가 x±10의 범위를 넘으면 실질적으로 그레이색화를 행할 수 없게 된다.
또한, 색소의 종류 배합방법, 배합량이 대하여는 후술한다.
다음에 본 발명의 편광성 광학물품의 구성에 대하여 기술한다. 본 발명은 편광자 시트와 1층 이상의 다른 시트로 구성되어 있는 것을 기본으로 한다. 그리고 편광자 시트와 1층 이상의 다른 시트가 상호 접착제 또는 점착제로 접합된 복합시트상물인 것을 특징으로 하는 편광성 광학물품이다. 여기서 다른 시트란, 본래의 목적이 주로 편광자 시트의 보호 혹은 편광성 광학물품으로서의 강도나 자태유지성, 혹은 조광기능 등의 광학기능부여 등의 실용성을 부가하는 작용을 하는 것이다.
더욱 구체적으로는 편광자 시트와 다른 시트 1층이 접착제 또는 점착제로 접합된 2층의 시트로 이루어진 복합시트상물인 편광성 광학물품이다.
더욱이 전체 3층으로 이루어지고, 중앙의 1층이 편광자 시트이며, 그것을 끼워 지지하는 2층의 다른 시트가 접착제 또는 점착제로 접합된 복합시트상물인 편광성 광학물품이다. 발명의 효과를 값싸게, 충분히 실시할 수 있다는 점에서, 본 발명에서 가장 추장되는 실시양태의 하나이다. 그중에서도, 최외층을 점하는 다른 시트 2층 양쪽이 같은 계통의 수지 시트인 경우, 복합시트상물의 단면방향의 대칭성을 취하기가 쉽기 때문에 컬의 발생이 없고, 평면성이 양호한 복합시트상물을 얻기가 쉽다. 또 기계적 혹은 광학적 성능이 다른 시트를 조합하면, 편광성 광학물품의 성능을 향상하는 것이 가능하다.
더우기는 전체로 4층 이상으로 이루어지고, 내층의 1층에 편광자 시트이며, 나머지의 3층 이상의 층이 다른 시트이고, 다른 시트가 적어도 편광자를 끼워 지지하는 구조를 취하는, 상호 접착제 또는 점착제로 접합된 복합시트상물인 편광성 광학물품이다. 이 경우 모두의 다른 시트가 같은 계통의 수지시트라도 좋고, 또 1부의 시트로서 기계적 혹은 광학적 성능이 다른 시트를 사용하면, 편광성 광학물품의 성능을 향상하는 것이 가능하다.
이들의 편광성 광학물품은 작업성의 관점에서 접착 또는 점착 접합과정에서 통상 평면구조를 취하고, 상품화의 단계에서 구면상, 곡면상 등의 커브상 구조로 가공되는 것이 많다.
또, 본 발명의 또 하나의 실시양태는 1층의 편광자 시트와 적어도 1층의 다른 시트로 이루어진 상호 접착제 또는 점착제로 접합된 복합시트상물과, 수지층으로 이루어진 광학물품에 있어서, 그 복합시트상물의 최외층 시트 1층과 수지층이 열성형법으로 일체화되어 있는 편광성 광학물품이다. 여기서 수지층이란, 본래의 목적이 주로 복합시트상물의 보호 혹은 편광성 광학물품으로서의 강도, 내열성, 자태유지성 혹은 렌즈도수, 조광성능 등의 광학기능부여 등의 실현성을 부가하는 작용을 하는 것이다.
더우기 구체적으로는 1층의 편광자 시트와 1층의 다른 시트로 이루어지고, 상호 접착제 또는 점착제로 접합된 복합시트상물과, 수지층으로 이루어진 광학물품에 있어서, 그 복합시트의 다른 시트와 수지층이 가열성형법으로 일체화되어 있는 편광성 광학물품이다.
더우기는 전체로 3층으로 이루어지고, 중앙의 1층이 편광자 시트이며, 그것을 끼워 지지하는 2층의 다른 시트로 이루어지고, 상호 접착제 또는 점착제로 접합된 복합시트상물과, 수지층으로 이루어진 광학물품에 있어서, 그 복합시트의 최외층의 다른 시트 1층과 수지층이 가열성형법에서 일체화되어 있는 편광성 광학물품이다. 발명의 효과를 값싸게, 충분하게 실시할 수 있다는 점에서, 본 발명에서 가장 추장되는 실시양태의 하나이다. 그중에서도 최외층을 점하는 다른 시트 2층의 양쪽이 같은 계통의 수지시트인 경우, 복합시트상물의 단면방향의 대칭성을 취하기 쉽기 때문에 컬의 발생이 없고, 평면성이 양호한 복합시트상물을 얻기가 쉽고, 취급성이 양호하다. 또, 기계적 혹은 광학적 성능이 다른 시트를 조합시키는 것도 가능하다.
더우기는 전체로 4층 이상으로 이루어지고, 내층 1층이 편광자 시트이며, 나머지의 3층 이상의 층이 다른 시트이고, 다른 시트가 적어도 편광자 시트를 끼워 지지하는 구조를 취하는, 상호 접착제 또는 점착제로 접합된 복합시트상물과, 수지층으로 이루어진 광학물품에 있어서, 그 복합시트의 최외층의 다른 시트 1층과 수지층이 가열형성법으로 일체화되어 있는 편광성 광학물품이다. 이경우, 복합시트상물 모두의 다른 시트가 같은 계통의 수지시트라도 좋고, 또 1부의 시트로서, 기계적 혹은 광학적성능이 다른 시트를 사용하는 것도 가능하다.
이들 편광성 광학물품은, 복합시트상물을 제조하기 위한 접착 또는 점착 접합 과정에서는 통상 평면구조를 취한다. 그리고, 수지층과 일체화하는 단계 또는 그 이전의 단계에서, 구면상, 곡면상등의 커브상 구조로 가공되고, 다시 수지층과 함께 렌즈상 형상으로 성형되는 것이 많다.
다음에, 본 발명에서 사용되는 다른 시트에 대하여 설명한다. 다른 시트는 투명성, 가압이나 가열에 의한 가공성, 편광자 시트와의 접착성 등에 적합하는 수지 시트인 것이 바람직하다. 두께를 특별히 한정하지 않으나, 통상은 10㎜ 이하이다. 가공성 및 시트 자체의 생산성에서 생각하면, 수 ㎛ 내지 5㎜ 정도이다.
본 발명의 다른 시트에 쓰이는 수지로서, 예컨대 열가소성수지로서는 폴리카보네이트계 폴리스티렌계, 메틸메타크릴레이트나 시클로헥실메타클리레이트 등의 단중합체, 공중합체를 포함하는 아크릴계, 염화비닐계, 폴리스티렌·메틸메타크릴레이트계, 투명나일론 등 폴리아미드계, 아크릴로니트릴·스티렌계, 폴리-4-메틸펜텐-1, 안다만탄고리나 시클로펜탄고리를 주쇄로 갖는 주쇄 탄화수소계, 플루오렌기를 측쇄로 갖는 폴리에스테르계, 폴리우레탄계, 세틸셀룰로오스, 프로필셀룰로오스 등 아실셀룰로오스계 등의 셀룰로오스계 수지 등이다.
이중에서도 특히 본 발명에서 적합하게 쓰이는 열가소성수지는, 고투명성, 고인성, 고내열성, 고굴절성인 점에서, 폴리카보네이트계수지이다. 대표적 폴러카보네이트계수지로서 폴리비스페놀A카보네이트가 있다. 그외에 1,1'-디히드록시디페닐-페닐메틸-메탄, 1,1'-디히드록시디페닐-디페닐메탄, 1,1'-디히드록시-3,3'-디메틸디페닐-2,2-프로판 등을 구조내에 포함하는 폴리카보네이트계 수지가 있다.
일반적으로, 폴리카보네이트계 수지는, 복굴절이 큰 것을 결점으로 들수 있다. 즉, 성형체에 성형왜곡이나 국소적 배향에 기인하는 광학적이방성이 생기기 쉽다. 그 때문에, 본 발명에서 카보네이트계 수지를 사용하는 경우는 최대한, 광학적 이방성 형성을 방지하는 것이 중요하며, 그대책으로서 유동성이 높고 성형시에 과도한 전단력을 받기가 어려운, 요컨대 잔류변형이나 국소적 배향이 일어나기 어려운, 비교적 중합도가 낮은 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 특히 중합도 120이하, 보다 바람직하게는 중합도 100이하의 폴리카보네이트계 수지의 사용이 추장된다.
또, 광학적 이방성을 방지할 목적으로, 상기 폴리카보네이트계 수지이외에, 본 발명에서는 광탄성 계수 30×10-13㎠/dyne 이하, 바람직하게는 20×10-13㎠/dyne 이하, 유리전이온도 85℃ 이상, 바람직하게는 90℃ 이상의 수지가 추장된다. 광탄성 계수가 30×10-13㎠/dyne을 초과하면, 얻어지는 시트의 잔류변형이나 국소적 배향에 의한 광학적 이방성이 눈에 띄게 된다.
또 유리전이온도가 85℃를 밑돌면, 선글래스나 고글, 교정렌즈 등 편광성 광학물품으로서의 실용성이 저하하는 외에, 하드코트나 반사방지가공 등 가열을 요하는 고차가공에서 변형을 일으키기 쉬운 문제가 나온다.
상기 광탄성계수 및 유리전이온도를 만족하는 열가소성수지로서, 폴리메틸메타크릴레이트수지, 투명나일론수지, 안다만탄고리나 시클로펜탄고리를 주쇄로 갖는 JSR사의 "아톤" 니혼 제온사의 "제오넥스" 미쓰이카가꾸사의 "아벨" 등의 주쇄가 탄화수소계인 수지, 히다치카세이 고오교사의 "오프토레츠" 등의 플루오렌기를 측쇄로 갖는 폴리에스테르계수지, 아세틸 셀룰로오스수지, 프로필 셀룰로오스 수지가 특히, 추장된다. 이들 수지는 압출성형법 혹은 캐스트 성형법에 의해, 시트상으로 제조된다.
본 발명에서는, 통상 복합시트상물을 최종적으로, 구면상, 곡면상 등 커브상 구조로 가공 또는 변형사용하는 것이 많기 때문에 어느 정도의 가압 또는 가열변형성을 갖고 있는 것이 바람직하고, 다른 시트로서는 열가소성수지의 시트인 것이 특히 바람직하다. 열경화성수지 시트인 경우에도, 가교정도가 가볍고, 소성적 변형성을 갖고 있으면 구면상, 곡면상 등 커브상 구조로 가공하는 것이 가능하며 바람직하게 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용하는 것이 가능한 열경화성수지의 예로서는, 디에틸렌글리콜 알릴카보네이트(CR39), 디알릴푸타레이트 등의 다관능성 알릴계수지, 다관능성 아크릴계수지, 다관능성 폴리우레탄계수지, 다관능성 폴리티오우레탄계수지 등을들수 있다.
본 발명의 수지층에 사용하는 수지는 열가소성수지이다. 상기한 본 발명의 다른 시트에 사용되는 열가소성수지라면 적합하게 사용할 수 있다.
또한 복합시트상물의 최외층의 다른 시트와 수지층이란, 가열성형법에 의해 상호 일체화가 가능한 수지이라면 좋고, 예컨대 폴리카보네이트계 수지라면 상호로 중합도나 점도, 첨가제 등을 달리하고 있어도 저장은 없다.
다음에 본 발명에 관한 복합시트상물을 제조하는 방법에 대하여 설명한다. 어느 복합시트상물에 있어서도, 편광자 시트와 다른 시트를 접합하기 위한 접착제 또는 점착제를 사용한다. 양자는 동시에 물, 열, 빛, 변형 등에 대한 장기의 내구성이 필요하며, 기본적으로는 그것에 합격하는 것이라면 특별히 한정하지 않는다.
접착제에 대하여 예를 들면, 이소시아네이트계, 폴리우레탄계, 폴리티오우레탄계, 에폭시계, 아세트산비닐계, 아크릴계, 왁스계 등이 있다. 점착제로서는 아세트산비닐계, 아크릴계 등을 들수 있다.
이 접착제 또는 점착제는 그라비아아코팅법, 옵셋코팅법 등 통상 사용되고 있는 도포방법에 의해, 편광자 시트나 다른 시트에 균일하게 도포한다. 접착제 또는 점착제의 두께는 통상 1 내지 100㎛이다.
접착 혹은 점착에 즈음하여, 기재와의 접착력 향상을 목적으로 편광자 시트 혹은 다른 시트의 표면을 산, 알카리 등에 의한 화학약액처리, 자외선처리, 플라즈마 혹은 코로나 방전처리를 행하는 것이 있다.
또, 복합시트상물은 점착제 또는 점착제를 사전에 부여 또는 첩부 직전에 부여한 편광자 시트나 다른 시트를 롤에서 직접 혹은 재단상태에서 상호 겹처 맞추는 방법에 의해 제조가능하다.
다음에 본 발명의 또 하나의 실시양태이다. 1층의 편광자 시트와 적어도 1층의 다른 시트로 이루어진, 상호 접착제 또는 점착제로 접합된 복합시트상물과, 수지층으로 이루어진 광학물품에 있어서, 그 복합시트상물의 최외층 시트 1층과 수지층이 열성형법으로 일체화되어 있는 편광성 광학물품의 열성형방법에 대하여 설명한다.
열성형법이란, 압축성형법, 트랜스퍼성형법, 사출성형법 등의 열성형법을 가르키나, 생산성이나 정밀성 등에서, 기본적으로는 일본국 특원평 10-49707호에 나타낸 바와 같이 인서트 사출성형이 바람직하다. 즉 일체화하는 면을 내측으로 향한 복합시트상물을 금형의 편면에 배치하고, 그 면에 수지층을 사출성형하는 방법이다.
그 중에서도 선글래스, 고글, 교정렌즈와 같이 특히 정밀성이 필요한 용도에는, 인서트 타입의 사출압축 성형법이 바람직하다. 사출압축성형법은, 금형중에 수지를 저압으로 사출한 후, 금형을 고압으로 닫고 수지에 압축력을 가하는 방법을 취하기 때문에, 성형체에 성형변형이나 성형시의 국소적 배향에 기인하는 광학적 이방성이 생기기 힘들다. 또 수지에 대하여 균일하게 가하는 금형압축력을 제어하는 것에 의해 일정한 비부피로 수지를 냉각할 수가 있으므로, 치수정밀도가 높은 성형품을 얻을 수 있다. 복굴절이 큰 폴리카보네이트계수지에 특히 바람직하게 적용되는 방법이다.
본 발명의 복합시트상물의 두께를 A, 수지층의 두께를 B로 하면, A는 본 발명의 편광성 광학물품의 전영역에 있어서, 통상 대략 0.1㎜에서 2㎜ 정도의 균일한 두께의 복합시트상물이다. 한편 B는 균일한 두께인 경우이거나, 마이너스 도수렌즈나 플러스도수 렌즈와 같이, 중심부에서 주변에 걸처 연속적으로 두께를 달리하는 도수부착 렌즈인 경우가 있다. 편광성 광학물품의 중앙에서 반경 35㎜ 이내에 대하여 보면, 본 발명에서는 B는 모든 장소에 있어서 통상 대략 0.5㎜에서 20㎜ 정도의 범위에 있다.
다음에 본 발명에서 보색용 색소 및 색소의 배합 또는 부여방법에 대하여 설명한다. 사용하는 색소는 염료, 안료 어느 것이나 좋으나, 보색후의 투명감의 높이에서는 일반적으로 염료 쪽이 보다 바람직하다. 한편, 물, 열, 빛 등에 대하는 장기의 내구성면에서 안료의 쪽이 일반적으로 바람직하다.
본 발명에서 사용하는 염료, 안료의 종류에 대하여는 상기의 장기내구성에 합격하는 것이라면 특별히 한정하지 않는다. 일반적으로는 아조계, 안트라퀴논계, 인디고이트계, 트리페닐메탄계, 크산텐계, 옥사딘계 염료 등이 포함된다. 또 안료에 대하여는 프탈로시아닌계, 키나클리돈계, 아조계 등의 유기안료, 울트라마린블루, 크롬그린, 카드뮴옐로 등의 무기안료가 포함된다.
이들 중에서, 편광자용 도프제에 의한 편광자 시트 고유의 색상을 보정하고, 실질적으로 그레이색화 할수 있는 적어도 1종류의 색소를 보색용색소로서 선택사용 한다.
따라서 본 발명에서 사용하는 보색용 색소의 배합량은, 실질적으로 그레이색화 할수 있는 양, 혹은 상기의 X와 Y의 관계를 만족하는 양이며, 그것들은 색소의 배합개소에 따라 정하는 것이다. 예컨대 같은 색소를 사용한다고 하여도 배합개소의 두께에 따라 다르며, 두꺼운 개소에서는 보색용 색소의 사용량을 적게할 수 있다.
본 발명에서는 이것들의 보색용 색소를, 편광성 광학물품을 구성하는 편광자 시트, 다른 시트, 그것들을 접합하여, 복합시트상물로 하기 위한 접착제 또는 점착제, 수지층내의 적어도 어느 한 곳에 이겨넣는 법과 같은 선첨가법 혹은 염색법과 같은 후첨가법으로 배합한다. 배합량의 컨트롤의 용이성에서, 일반적으로 편광자 시트에는 염색법 또는 이겨넣는 법, 다른 시트, 접착제, 점착제, 수지층에는 개어넣는 법을 취하는 것이 많다.
또 편광성 광학물품의 적어도 어느 하나의 표면에서 내부로, 보색용 색소를 화학적 또는 물리적으로 염색이나 함침이나 확산하는 방법도 비교적 저온에서 부여가능하고, 간편성 때문에 바람직하게 사용할 수 있다.
더욱, 편광성 광학물품의 적어도 어느 하나의 표면에, 코팅법에 의해, 보색용 색소를 포함하는 막두께 1 내지 100㎛ 정도의 막을 부여하는 방법도 간편성이 있어, 바람직하게 사용할 수 있다.
본 발명의 편광성 광학물품을 구성하는 복합시트상물, 수지층의 구성과 배치 및 보색용 색소의 배합개소에 관하여, 본 발명의 바람직한 실태양태를 다음에 예시한다. 또한 (/)은 접착제 또는 점착제에 의한 접합개소, =는 복합시트상물의 최외층 시트 1층과 수지층의 가열성형법에 의한 일체화 개소, *표시는 보색용 색소의배합개소를 의미한다. 예컨대, 편광자 시트*는 편광자 시트에의 배합을, (*/)는 접착제 또는 점착제에의 배합을 의미한다.
(1) 편광자시트(*/) 다른시트
(2) 편광자시트*(/) 다른시트
(3) 편광자시트(/) 다른시트*
(4) 다른시트(/) 편광자시트(*/) 다른시트
(5) 다른시트(/) 편광자시트*(/) 다른시트
(6) 다른시트*(/) 편광자시트(/) 다른시트
(7) 다른시트(/) 편광자시트(*/) 다른시트(/) 다른시트
(8) 다른시트(*/) 편광자시트(/) 다른시트(/) 다른시트
(9) 다른시트(/) 편광자시트(/) 다른시트(*/) 다른시트
(10) 다른시트(/) 편광자시트*(/) 다른시트(/) 다른시트
(11) 다른시트(/) 편광자시트(/) 다른시트*(/) 다른시트
(12) 다른시트*(/) 편광자시트(/) 다른시트(/) 다른시트
(13) 다른시트(/) 편광자시트(/) 다른시트(/) 다른시트*
(14) 편광자시트(*/) 다른시트=수지층
(15) 편광자시트*(/) 다른시트=수지층
(16) 편광자시트(/) 다른시트*=수지층
(17) 편광자시트(/) 다른시트=수지층*
(18) 다른시트(/) 편광자시트(*/) 다른시트=수지층
(19) 다른시트(*/) 편광자시트(/) 다른시트=수지층
(20) 다른시트(/) 편광자시트*(/) 다른시트=수지층
(21) 다른시트*(/) 편광자시트(/) 다른시트=수지층
(22) 다른시트(/) 편광자시트(/) 다른시트*=수지층
(23) 다른시트(/) 편광자시트(/) 다른시트=수지층*
이중, 편광자시트의 보호작용이나 광학기능의 부여등의 효과를 가장 경제적으로 달성할 수 있으므로 (4)∼(13), (18)∼(22)의 케이스가 특히 바람직하다. 그중에서도 (4)∼(13)의 케이스에 있어서, 다른 시트의 수지가 모두 같은 계통의 수지인 경우, 또 (18)∼(23)의 케이스에 있어서, 다른 시트의 수지와 수지층이 같은 계통의 수지인 경우가 특히 바람직하다.
본 발명의 편광성 광학물품은 적어도 어느 한 측의 표면이 하드코트 가공되어 있는 것이 바람직하다. 하드코드로서는 실란계, 에폭시계 등의 열경화형 하드코드, 아크릴계, 에폭시계 등의 활성 광선경화형 하드코드 등 일반으로, 사용되어 있는 어느 타입의 하드코드라도 좋다. 통상은 0.5 내지 15㎛ 정도의 막두께로 부여한다.
또 본 발명의 편광성 광학물품은, 적어도 어느 한 측의 표면이 반사방지가공되어 있는 것이 바람직하다. 반사방지 가공은 통상은 하드코드의 위에 진공증착법 등에 의해, 인접층 끼리는 서로 굴절율이 다른 2 내지 8층 정도의 무기질막을 적층하든가, 습식법으로 1 내지 3층 정도의 유기막을 광학막두께로 적층한다.
또, 본 발명의 편광성 광학물품은 적어도 어느 한 측의 표면이 오염방지 가공되어 있는 것이 바람직하다. 오염방지 가공은 통상은 반사방지막의 지문오염등 유기물질에 의한 오염을 방지하고, 용이하게 닦아낼 수 있도록 하는 것을 목적으로 진공증착법이거나 습식법으로 플루오르계 유기화합물을 수 10㎜에서 ㎛ 오더까지의 막두께로 부여한다.
또 본 발명의 편광성 광학물품은 적어도 어느 한 측의 표면이 방담가공되어 있는 것이 바람직하다. 방담가공은 통상은 폴리비닐알코올계나 폴리비닐피로리돈계 등의 친수성 수지를 1∼50㎛ 정도의 막두께로 부여한다.
다음에 실시예를 들어서 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
평균 중합도 약 80의 폴리카보네이트 수지를 사용하여 제조한 시트두께 약 400㎛의 폴리카보네이트 시트의 편면에, 고형분에 대하여 보색용 색소 IR750 (닛뽄카약쿠사제)를 0.19중량% 함유하는 점착제(사이덴카가쿠사, "사이비놀" AT-250)을 막두께 약 30㎛로 코팅하여, 보색용색소 배합 점착제 부착 폴리카보네이트 시트를 제조하였다.
상기와 마찬가지로하여, 보색용 색소를 배합하지 않은 점착제 부착 폴리카보네이트 시트를 제조하였다.
시트두께 약 20㎛의 폴리비닐 알코올계 염색법 편광자시트의 편면에, 상기 보색용 색소배합 점착제 부착 폴리카보네이트시트를, 또 한쪽 편면에 상기 보색용 색소를 배합하지 않은 점착제 부착 폴리카보네이트 시트를 첩부하여 복합시트상의편광성 광학물품을 제조하였다.
본 편광성 광학물품이 400 내지 750㎚의 투과광 분광 스펙트럼을 도 1에 도시한 바와 같이 x가 45.3%, y가 45.3±10%의 범위에 들어가는 39.9 내지 49.6% 이내에 있으며, 본 편광성 광학물품을 통하여 파도머리와 같은 흰 대상물을 바라보았을 때에 그레이색으로 느껴졌다.
또 본 편광성 광학물품과 편광자 시트를 직교니콜로 했을 때, 편광성 광학물품의 어느 측에 편광자 시트를 놓아도, 현저한 광탄성 현상이 관찰되지 않았다.
실시예 2
두께 약 190㎛의 트리아세테이트(TAC) 시트 2매를 접착제로 접합시킨 두께 약 400㎛의 TAC시트 복합체의 편면에, 고형분에 대하여 보색용 색소 IR750 (닛뽄 카야쿠사제)를 0.19중량% 함유하는 점착제(사이덴카가쿠사, "사이비놀" AT-250)를 막두께 약 30㎛로 코팅하여, 보색용 색소배합 점착제 부착 TAC 시트 복합체를 제조하였다.
상기와 동일하게 하여, 보색용 색소를 배합하지 않은 점착제 부착 TAC 시트 복합체를 제조하였다.
시트두께 약 20㎛의 폴리비닐 알코올 염색법계 편광자 시트의 편면에, 상기 보색용 색소배합 점착제 부착 TAC 시트복합체를, 또 한쪽 편면에 상기 보색용 색소를 배합하지 않은 점착제 부착 TAC 시트 복합체를 첩부하여 복합 시트상의 편광성 광학물품을 제조하였다.
본 편광성 광학물품이 400 내지 750㎚에서의 x는 46.5%, y가 46.5±10%의 범위에 들어가는 40.5 내지 51.2% 이내에 있으며, 본 편광성 광학물품을 통하여 파도머리와 같은 흰 대상물을 바라 보았을 때에 그레이색으로 느껴졌다.
또, 본 편광성 광학물품과 편광자시트를 직교니콜로 했을 때, 편광성 광학물품의 어느측에 편광자시트를 놓아도 현저한 광탄성 현상이 관찰되지 않았다.
실시예 3
엘립소미터법으로 측정한 광탄성계수가 4.1×10-13㎠/dyne, 유리전이온도 170℃인 JSR사제 수지 "아톤 G"를 사용, 혼련법으로 보색용 색소의 패트블루-4 (미쓰이 도아츠센료사제)를 0.083중량% 배합하는 시트두께 약 350㎛의 "아톤 G" 시트와, 상기 색소를 배합하지 않은 시트두께 약 350㎛의 "아톤 G" 시트를 제조하였다.
각 "아톤 G" 시트의 편면에 점착제(사이덴 카가쿠사 "사이비놀" AT-245)를 막두께 약 30㎛로 코팅하였다.
상기 점착제 부착, 보색용 색소를 배합하는 시트와 동색소를 배합하지 않은 시트를 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 1의 편광자 시트 각각의 면에 첩부하고, 복합시트상의 편광성 광학물품을 제조하였다.
본 편광성 광학물품은, 투과광의 분광스펙트럼에 있어서, 400 내지 750㎚의 평균투과율 x가 45.7%, 400 내지 750㎚에서 각 파장의 투과율 y가 45.7±10%의 범위에 들어가는 37.1 내지 53.0% 이내에 있으며, 본 편광성 광학물품을 통하여 파도머리와 같은 흰 대상물을 바라보았을 때에 그레이색으로 느껴졌다.
또 본 편광성 광학물품과 편광지 시트를 직교니콜로 했을 때, 편광성 광학물품의 어느측에 편광자시트를 놓아도 현저한 광탄성 현상은 관찰되지 않았다.
실시예 4
인서트 성형하기 위해서, 실시예 1에서 제조한 복합시트상물을 凹금형의 곡율과 같게, 凸상의 구면으로 성형하였다. 그경우, 보색용 색소배합 점착제 부착 폴리카보네이트시트를 凸 면체의 전면(凸측)으로 하였다.
얻어진 성형체의 凸상측을 그 凹금형에 세트하여, 凹 금형에 마련한 흡인구멍에 의해 凹금형의 성형면에 흡인하여 두고, 凸금형과의 사이에서 성형용 캐비티를 형성하였다.
수지층으로서, 중합도 약 80의 폴리카보네이트수지를 사용, 사출압축성형법으로 렌즈상의 편광성 광학물품을 인서트 성형하였다. 얻어진 편광성 광학물품은 편광자 시트를 포함하는 복합시트상물을 렌즈전면에 배치하고, 그것과 일체화된, 두께 약 13㎜의 수지층을 배후에 갖는 6C (커브)인 세미피니시드 렌즈이다.
이 렌즈의 배후측을 연마하고, 중심두께 약 2㎜인 도수-4.00D (디옵터)의 렌즈를 제조하였다. 렌즈의 중심부에서 측정한 투과율 분광 스펙트럼은 400 내지 750㎚의 평균투과율 x가 44.5%, 400 내지 750㎚에서의 각 파장의 투과율 y가 44.5±10%의 범위에 들어가는 36.5 내지 54.1% 이내에 있으며, 본 렌즈를 통하여 파도머리와 같은 흰 대상물을 바라보았을 때에 그레이색으로 느껴졌다.
또, 본 렌즈와 편광자 시트를 직교 니콜로 했을 때, 렌즈의 어느 한 측에 편광자 시트를 놓아도, 현저한 광탄성 현상이 관찰되지 않았다.
실시예 5
실시예 3에서 제조한 복합시트상물을 凹금형의 곡율에 동일하게 되도록 점착제 부착, 보색용 색소를 배합하는 "아톤 G" 시트가 배면(凹측)으로 오는 凸상의 구면상으로 성형하였다. 얻어진 성형체의 凸상 측을 그 凹금형으로 세트하여, 凹금형의 설치된 흡인구멍에 의해 凹금형의 성형면으로 흡인하여 두고, 凸금형과의 사이에서 성형용 캐비티를 형성하였다.
수지층으로서 "아톤 G" 수지를 사용하여, 사출압축성형법으로 렌즈상의 편광성 광학물품을 인서트 성형하였다.
얻어진 편광성 광학물품은, 편광자 시트를 포함하는 복합상 시트상물을 렌즈 전면에 배치하고, 그것과 일체화된 두께 약 13㎜의 수지층을 배후로 갖는 6C (커브)의 세미피니시드 제품 렌즈이다.
이 렌즈의 배후측을 연마하고, 중심두께 약 2㎜인 도수 -4.00D (디옵터)의 렌즈를 제작하였다. 렌즈의 중심부에서 측정한 분광투과율 스펙트럼에서는 400 내지 750㎚의 평균투과율 x가 44.7%, 400 내지 750㎚에서 각 파장의 투과율 y가 44.7±10%의 범위에 들어가는 36.5 내지 53.0% 이내에 있으며, 본 렌즈를 통하여 파도머리와 같은 흰 대상물을 바라 보았을 때에 그레이색으로 느껴졌다. 또 본 렌즈와 편광자 시트를 직교니콜로 했을 때, 렌즈의 어느측에 편광자를 놓아도, 현저한 광탄성 현상이 관찰되지 않았다.
비교예 1
실시예 1과 동일하게 하여 제작한 평균 중합도 약 120, 시트두께 약 400㎛의 폴리카보네이트 수지시트의 한쪽 면에, 점착제(사이덴카가쿠사 "사이비놀" AT-250)을 막두께 약 30㎛로 코팅하여, 점착제 부착 폴리카보네이트 시트를 제조하였다.
실시예 1과 동일하게, 실시예 1에서 사용한 폴리비닐 알코올계 편광자 시트의 양면에, 상기 점착제 부착 폴리카보네이트 시트를 첩부하여, 복합시트상물의 편광성 광학물품을 제조하였다.
본 편광성 광학물품의 400 내지 750㎚의 투과 광분광 스펙트럼을 도 2에 도시한 바와 같이 400 내지 750㎚의 평균투과율 x가 56.1%, 400 내지 750㎚에서 각 파장의 투과율 y가 56.1±10%의 범위를 초과하는 36.7 내지 75.6% 였다.
본 편광성 광학물품을 통하여 파도머리와 같은 흰 대상물을 바라보았을 때에 약간 불그스름하게 느껴졌다.
또, 본 편광성 광학물품과 편광자 시트를 직교 니콜했을 때, 편광성 광학물품의 어느측에 편광자 시트를 놓아도, 현저한 광탄성 현상이 관찰되었다.
본 발명에 의하면, 편광자를 조립한 편광성 광학물품, 예컨대 선글래스, 고글, 렌즈류의 색상을 보색하고, 실질적으로 그레이색화 함으로서, 자연색에 가까운 시각이 얻어지는 편광성 광학물품을 제공할 수가 있다.
본 발명은 편광자를 조립한 편광성 광학물품으로서, 특히 선글래스, 고글, 렌즈류의 편광성 광학물품으로서 유용하다.

Claims (16)

1층의 편광자 시트를 포함하는 적층구조의 광학물품으로서, 적어도 1층에 편광자 시트 고유의 색상을 보색하는 색소가 배합 또는 부여되어, 실질적으로 그레이색화되어 있는 것을 특징으로 하는 편광성 광학물품.
제 1 항에 있어서, 400 내지 750㎚의 평균투과율 x (%)가 x=15 내지 80, 각 파장의 투과율 y (%)가 y=x±10의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 편광성 광학물품.
1층의 편광자 시트와 적어도 1층의 다른 시트를 갖춘 복수의 시트가 상호 접착제 또는 점착제로 접합되어, 복합시트상물이 구성되고, 이 복합시트상물의 편광자 시트, 다른 시트, 접착제층 또는 점착체층중 적어도 1층에 편광자 시트 고유의 색상을 보색하는 색소가 배합되어 있는 것을 특징으로 하는 편광성 광학물품.
내층의 1층이 편광자 시트이며 또한 나머지 층이 다른 시트인 3층 이상의 시트가 상호 접착제 또는 점착제로 접합되어, 복합시트상물이 구성되고, 이 복합시트상물의 편광자 시트, 다른 시트, 접착체층 또는 점착제층중 적어도 1층에 편광자시트 고유의 색상을 보색하는 색소가 배합되어 있는 것을 특징으로 하는 편광성 광학물품.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 복합시트상물의 양최외층 시트가 모두 같은 계통의 수지시트인 것을 특징으로 하는 편광성 광학물품.
복합시트상물과 수지층을 적층상으로 갖는 광학물품으로서, 1층의 편광자 시트와 적어도 1층의 다른 시트를 갖추는 복수의 시트가 상호 접착제 또는 점착제로 접합되어, 상기 복합시트상물이 구성되고, 그 복합시트상물의 최외층 시트 1층과 수지층이 열성형법으로 일체화되고, 상기 편광자 시트, 다른 시트, 접착제층, 점착제층 또는 수지층중 적어도 1층에 편광자 시트 고유의 색상을 보색하는 색소가 배합되어 있는 것을 특징으로 하는 편광성 광학물품.
복합시트상물과 수지층을 적층상으로 갖는 광학물품으로서, 내층의 1층이 편광자 시트이며 또한 나머지 층이 다른 시트인 3층 이상의 시트가 상호 접착제 또는 점착제로 접합되어, 상기 복합시트상물이 구성되고, 그 복합시트상물의 최외층 시트 1층과 수지층이 열성형법으로 일체화되고, 상기 편광자 시트, 다른 시트, 접착제층, 점착제층 또는 수지층중 적어도 1층에, 편광자 시트 고유의 색상을 보색하는 색소가 배합되어 있는 것을 특징으로 하는 편광성 광학물품.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 복합시트상물의 양최외층 시트가 모두 같은 계통의 수지시트인 것을 특징으로 하는 편광성 광학물품.
제 6 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 복합시트상물의 최외층 시트 1층과 수지층이 수지층의 사출압축성형법으로 일체화되어 있는 것을 특징으로 하는 편광성 광학물품.
제 3 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 복합시트상물의 최외층중 적어도 어느 하나의 시트가 폴리카보네이트계 수지인 것을 특징으로 하는 편광성 광학물품.
제 10 항에 있어서, 상기 폴리카보네이트계 수지가 평균중합도 120 이하인 폴리카보네이트계 수지인 것을 특징으로 하는 편광성 광학물품.
제 6 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 복합시트상물의 최외층 시트 1층과 수지층이 폴리카보네이트계 수지인 것을 특징으로 하는 편광성 광학물품.
제 12 항에 있어서, 상기 폴리카보네이트계 수지가 평균중합도 120 이하인 폴리카보네이트계 수지인 것을 특징으로 하는 편광성 광학물품.
제 3 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 복합시트상물의 최외층의 적어도 어느 하나의 시트가 광탄성 계수 30×10-13㎠/dyne 이하, 유리전이온도 85℃ 이상의 수지인 것을 특징으로 하는 편광성 광학물품.
제 6 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 복합시트상물의 최외층 시트 1층과 수지층이 광탄성 계수 30×10-13㎠/dyne 이하, 유리전이온도 85℃ 이상인 수지인 것을 특징으로 하는 편광성 광학물품.
제 1 항 내지 제 15 항중 어느 한 항에 있어서, 광학물품의 적어도 어느 하나의 최외층의 표면내부 또는 표면부분에 편광자 시트 고유의 색상을 보색하는 색소가 부여되어 있는 것을 특징으로 하는 편광성 광학물품.
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