KR20140067161A - 방향족 폴리카보네이트제 편광 렌즈 - Google Patents
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Abstract
내충격성, 외관이나 안정 피로에 대하여 우수하고, 또한 성형 시의 색조나 투과율의 변화가 적은 편광 렌즈를 얻는다.
폴리바이닐 알코올 필름을 연신하여 이색성 색소로 염색하고, 양면에 접착층을 개재하여 방향족 폴리카보네이트 시트를 접합한 후에 구면 또는 비구면으로 굽힌 편광 시트를 금형 내에 삽입하고 방향족 폴리카보네이트를 사출하여 성형한 편광 렌즈에 있어서, 이색성 색소가 폴리바이닐 알코올 필름의 표면으로부터 스며들어 있는 영역을 폴리바이닐 알코올 필름 두께의 4분의 1 이하로 한다.
폴리바이닐 알코올 필름을 연신하여 이색성 색소로 염색하고, 양면에 접착층을 개재하여 방향족 폴리카보네이트 시트를 접합한 후에 구면 또는 비구면으로 굽힌 편광 시트를 금형 내에 삽입하고 방향족 폴리카보네이트를 사출하여 성형한 편광 렌즈에 있어서, 이색성 색소가 폴리바이닐 알코올 필름의 표면으로부터 스며들어 있는 영역을 폴리바이닐 알코올 필름 두께의 4분의 1 이하로 한다.
Description
본 발명은, 편광 시트를 곡면 형상으로 굽힘 가공한 편광 렌즈, 또는 편광 시트를 곡면 형상으로 굽힘 가공한 후에 한쪽 면에 방향족 폴리카보네이트를 사출하여 성형한 방향족 폴리카보네이트제 편광 렌즈에 관한 것이다.
폴리카보네이트제의 편광 시트는 내충격성이 우수하고 경량이기 때문에 액정 디스플레이를 비롯하여, 건물의 창이나 자동차의 선 루프, 수상 스포츠, 겨울 스포츠, 낚시 등에 이용하는 선글라스나 고글에 사용되고 있다.
폴리바이닐 알코올 필름을 연신하여 이색성(二色性) 색소로 염색한 편광 필름의 양면에 보호층으로서 접착층을 개재하여 방향족 폴리카보네이트 시트를 붙인 편광 시트(이하, 「방향족 폴리카보네이트 편광 시트」라고 기재한다)는 특히 내충격성이 우수하고, 게다가 높은 내열성도 더불어 가지기 때문에, 굽힘 가공이나 사출 성형을 실시하여 얻어지는 선글라스나 고글용의 편광 렌즈에 사용되고 있다.
그러나, 방향족 폴리카보네이트는 광탄성 상수가 크기 때문에, 선글라스나 고글과 같은 구면 또는 비구면의 면 형상으로 굽힘 가공을 실시했을 때에, 위상차에 의한 착색 간섭 줄무늬가 생기기 쉽고, 이 착색 간섭 줄무늬가 외관을 손상시키고, 안정(眼精) 피로를 야기하는 등의 문제를 안고 있다.
또한, 방향족 폴리카보네이트 편광 시트를 구면 또는 비구면의 면 형상으로 굽힘 가공한 편광 렌즈에서는, 방향족 폴리카보네이트 편광 시트의 두께 불균일에 의해 상의 변형이 생겨 버려, 외관을 손상시키고, 안정 피로를 야기하는 등의 문제도 안고 있다.
굽힘 가공을 실시했을 때에 생기는 위상차에 대해서는, 보호층에 사용하는 방향족 폴리카보네이트 시트에 미리 연신 처리를 실시하여 큰 위상차를 생기게 해 두는 것에 의해, 착색 간섭 줄무늬를 보이지 않게 한 방향족 폴리카보네이트 편광 시트(이하, 「연신 폴리카보네이트 편광 시트」라고 기재한다)가 알려져 있고(특허문헌 1), 이것은 편광 렌즈 중에서도 외관이나 안정 피로에 대하여 우수한 제품에 사용되고 있다.
한편, 전술한 연신 폴리카보네이트 편광 시트에 굽힘 가공을 실시하여 형성한 편광 렌즈보다도 더욱 내충격성을 향상시키거나, 또는 초점 굴절력을 가지는 교정용 렌즈를 형성할 목적으로, 구면 또는 비구면의 면 형상으로 굽힘 가공한 연신 폴리카보네이트 편광 시트를 금형 내에 삽입하고, 방향족 폴리카보네이트를 사출하여 성형한 편광 렌즈(이하, 「방향족 폴리카보네이트 편광 렌즈」라고 기재한다)가 알려져 있다(특허문헌 2, 3).
방향족 폴리카보네이트 편광 렌즈는, 금형 내에 방향족 폴리카보네이트를 사출하여 충전하기 때문에, 삽입한 연신 폴리카보네이트 시트의 두께 불균일이 보이지 않게 된다는 이점도 있어, 초점 굴절력을 가지지 않는 렌즈에 있어서도 내충격성, 외관이나 안정 피로에 대하여 특히 우수한 제품에 사용되고 있다.
방향족 폴리카보네이트 편광 렌즈와 같이 금형 내에 열경화성 수지 또는 열가소성 수지를 충전하여 얻어지는 렌즈에 있어서는, 양면 각각의 금형의 표면 형상과 양면의 간격을 적절히 설정하는 것에 의해, 성형된 렌즈의 양면 각각의 형상과 두께를 자유롭게 설정할 수 있기 때문에, 성형된 렌즈의 초점 굴절력, 프리즘 굴절력 및 상 왜곡(像歪)이 원하는 값이 되도록 광학 설계에 근거하여 금형의 표면 형상과 양면의 간격이 설정된다.
성형된 렌즈의 표면 형상과 성형 시에 접하고 있던 금형의 표면 형상은 많은 경우 동일하지만, 렌즈의 표면 형상에 매우 높은 정밀도가 요구되는 경우에는, 금형 내에 충전한 열경화성 수지 또는 열가소성 수지가 고화될 때에 생기는 체적 수축에 의한 렌즈 두께의 감소나 표면 형상의 변화를 보상하기 위해서, 양면 각각의 금형의 표면 형상과 양면의 간격을 적절히 미(微)조정하는 경우가 있다.
이와 같이 형성된 방향족 폴리카보네이트 편광 렌즈의 표면에는, 적절히 하드 코팅, 반사 방지막 등이 형성되고, 이어서 옥접(玉摺), 구멍 뚫기, 나사 조임 등에 의해 프레임에 고정되어 선글라스나 고글이 된다.
그런데, 방향족 폴리카보네이트 편광 시트를 구면 또는 비구면의 면 형상으로 굽힘 가공한 편광 렌즈, 또는 방향족 폴리카보네이트 편광 렌즈에 있어서는, 유리면이나 수면 등을 보았을 때의 눈부심을 저감시킬 목적으로 수평 방향의 편광을 차단할 뿐만 아니라, 더욱 시인성을 향상시키거나 또는 의장성을 향상시킬 목적으로 원하는 색조나 투과율이 되도록, 예컨대 회색이나 갈색 등으로 착색한 방향족 폴리카보네이트 편광 시트가 사용된다.
편광 렌즈에 있어서는, 편광도를 높이기 위해서 편광 렌즈에 입사한 광의 수평 방향의 편광 성분이 거의 흡수되는 농도가 되도록, 폴리바이닐 알코올 필름에 염착(染着)하는 이색성 색소의 양을 조정하지만, 폴리바이닐 알코올 필름에 대한 이색성 색소의 염착량을 더욱 늘려 가면, 편광 렌즈에 입사한 광의 수직 방향의 편광 성분도 많이 흡수되게 된다.
또한, 폴리바이닐 알코올 필름에 염착시키는 이색성 색소는 단색이 아니라, 여러 색의 이색성 색소가 이용된다. 이 때에, 폴리바이닐 알코올 필름에 대한 이색성 색소의 염착량을 각 색에서 변경하는 것에 의해, 원하는 색조나 투과율의 편광 렌즈를 얻을 수 있다.
또한, 접착층, 또는 보호층의 방향족 폴리카보네이트 시트에 염료를 용해한 것을 사용하거나, 또는 전술한 방법과 병용하여, 방향족 폴리카보네이트 편광 시트의 색조나 투과율을 조정할 수도 있다.
전술한 바와 같이, 방향족 폴리카보네이트 편광 시트를 구면 또는 비구면의 면 형상으로 굽힘 가공하거나, 또는 굽힘 가공한 방향족 폴리카보네이트 편광 시트를 추가로 금형 내에 삽입하고 방향족 폴리카보네이트를 사출하여, 내충격성, 외관이나 안정 피로에 대하여 우수한 편광 렌즈가 얻어진다.
그러나, 방향족 폴리카보네이트 편광 시트를 구면 또는 비구면의 면 형상으로 굽힘 가공한 방향족 폴리카보네이트 편광 렌즈, 또는 추가로 사출 성형한 방향족 폴리카보네이트 편광 렌즈에 있어서, 편광 렌즈로의 성형 전후에 방향족 폴리카보네이트 편광 시트의 색조나 투과율이 크게 변화되어 버리고, 제품 간의 차가 커져 버린다는 문제가 있었다.
그 후의 검토에 의해서, 사출 성형에 의해 방향족 폴리카보네이트 편광 렌즈를 성형할 때에 있어서는, 굽힘 가공한 방향족 폴리카보네이트 편광 시트를 금형으로 냉각하면서 사출 성형하기 때문에, 방향족 폴리카보네이트 편광 시트의 색조나 투과율의 변화가 작고, 실질적으로 변화되지 않는다는 것을 알 수 있었다.
그러나, 방향족 폴리카보네이트 편광 시트를 구면 또는 비구면의 면 형상으로 굽힘 가공한 편광 렌즈, 또는 방향족 폴리카보네이트 편광 렌즈에 있어서는, 굽힘 가공이 실시될 때에 편광 시트에 사용한 방향족 폴리카보네이트의 유리 전이점 전후의 온도로까지 가열되는 것에 의해, 방향족 폴리카보네이트 편광 시트의 색조나 투과율이 크게 변화되어 버리고, 제품 간의 차가 커져 버린다는 것을 알 수 있었다.
특히, 염료 농도가 높고 투과율이 낮은 방향족 폴리카보네이트 편광 렌즈는, 염료 농도가 낮고 투과율이 높은 방향족 폴리카보네이트 편광 렌즈와 비교하여, 성형 전의 방향족 폴리카보네이트 편광 시트의 색조나 투과율에 비하여, 성형 후의 색조나 투과율이 크게 변해 버린다는 문제가 있었다.
게다가, 성형 전후에서의 색조나 투과율의 변화가 크면, 색조나 투과율이 변화되는 양이 일정해지지 않고, 성형한 제품 간에 색조나 투과율의 차가 생겨 버린다는 문제가 있었다.
본 발명은, 폴리바이닐 알코올 필름을 연신하여 이색성 색소로 염색하고, 양면에 접착층을 개재하여 방향족 폴리카보네이트 시트를 접합하고, 구면 또는 비구면으로 굽힌 편광 렌즈에 있어서, 이색성 색소가 스며들어 있는 영역이 폴리바이닐 알코올 필름의 표면으로부터 폴리바이닐 알코올 필름 두께의 4분의 1 이내의 영역이고, 폴리바이닐 알코올 필름의 두께 방향에서의 중심부는 이색성 색소로 염색되어 있지 않은 편광 렌즈이다.
또한, 본 발명은, 폴리바이닐 알코올 필름을 연신하여 이색성 색소로 염색하고, 양면에 접착층을 개재하여 방향족 폴리카보네이트 시트를 접합하고, 구면 또는 비구면으로 굽히고, 해당 편광 시트의 한쪽 면에 방향족 폴리카보네이트를 사출하여 형성한 편광 렌즈에 있어서, 이색성 색소가 폴리바이닐 알코올 필름의 표면으로부터 스며들어 있는 영역이 폴리바이닐 알코올 필름 두께의 4분의 1 이내이고, 폴리바이닐 알코올 필름의 두께 방향에서의 중심부는 이색성 색소로 염색되어 있지 않은 편광 렌즈이다.
본 발명에 의해, 색조나 투과율에 있어서 편광 렌즈로의 성형 전후에서의 변화가 작고 제품 간의 차가 적은 방향족 폴리카보네이트 편광 렌즈를 안정되게 제공할 수 있게 되었다.
도 1은 본 발명에 의한 방향족 폴리카보네이트 편광 렌즈의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 방향족 폴리카보네이트 편광 렌즈에 사용되는 편광 필름의 단면 사진이다. 단면 사진의 〔A〕는 비교예 1의 샘플 No. 〔1〕에, 〔B〕∼〔E〕는 실시예 1의 샘플 No. 〔2〕∼〔5〕에 상당한다.
도 3은 본 발명에 의한 방향족 폴리카보네이트 편광 렌즈에 사용되는 편광 필름의 단면 사진이다. 단면 사진의 〔F〕∼〔I〕는 실시예 2의 샘플 No. 〔6〕∼〔9〕에 상당한다.
도 4는 본 발명에 의한 방향족 폴리카보네이트 편광 렌즈에 사용되는 편광 필름의 단면 사진이다. 단면 사진의 〔J〕∼〔M〕은 실시예 3의 샘플 No. 〔10〕∼〔13〕에 상당한다.
도 2는 본 발명에 의한 방향족 폴리카보네이트 편광 렌즈에 사용되는 편광 필름의 단면 사진이다. 단면 사진의 〔A〕는 비교예 1의 샘플 No. 〔1〕에, 〔B〕∼〔E〕는 실시예 1의 샘플 No. 〔2〕∼〔5〕에 상당한다.
도 3은 본 발명에 의한 방향족 폴리카보네이트 편광 렌즈에 사용되는 편광 필름의 단면 사진이다. 단면 사진의 〔F〕∼〔I〕는 실시예 2의 샘플 No. 〔6〕∼〔9〕에 상당한다.
도 4는 본 발명에 의한 방향족 폴리카보네이트 편광 렌즈에 사용되는 편광 필름의 단면 사진이다. 단면 사진의 〔J〕∼〔M〕은 실시예 3의 샘플 No. 〔10〕∼〔13〕에 상당한다.
본 발명의 방향족 폴리카보네이트 편광 렌즈에 대하여 설명한다.
우선, 편광 필름의 기재가 되는 수지 필름을 수중에서 팽윤시킨 후에, 이색성 색소 등의 염료를 함유하는 염색액에 일방향으로 연신시키면서 함침하는 것에 의해, 이색성 색소를 기재 수지 중에 배향한 상태로 분산시켜, 편광성을 부여한 편광 필름을 얻는다.
이 때에 이용하는 편광 필름의 기재가 되는 수지로서는, 폴리바이닐 알코올류가 이용되고, 이 폴리바이닐 알코올류로서는, 폴리바이닐 알코올(이하, 「PVA」라고 기재한다), PVA의 아세트산 에스터 구조를 미량 남긴 것 및 PVA 유도체 또는 유사체인 폴리바이닐 폼알, 폴리바이닐 아세탈, 에틸렌-아세트산 바이닐 공중합체 비누화물 등이 바람직하고, 특히 PVA가 바람직하다.
나아가, PVA 필름의 분자량에 대해서는, 연신성과 필름 강도의 점에서 중량 평균 분자량이 50,000 내지 350,000인 것이 바람직하고, 특히 중량 평균 분자량이 150,000 내지 300,000인 것이 바람직하다. PVA 필름을 연신할 때의 배율은, 연신 후의 이색비와 필름 강도의 점에서 2∼8배가 바람직하고, 특히 3∼5배가 바람직하다. 연신 후의 PVA 필름의 두께는 특별히 제한은 없지만, 얇으면 찢어지기 쉽고, 두꺼우면 광 투과율이 저하되기 때문에, 20∼50㎛ 정도가 바람직하다.
또한, 이 때에 이용하는 염료로서는, PVA 필름에 대한 염색성과 내열성의 점에서 설폰산기를 가지는 아조 색소로 이루어지는 직접 염료가 바람직하고, 편광 필름에서 원하는 색조와 투과율이 얻어지는 농도로 염색액 중에 각 색의 직접 염료를 용해 또는 분산시킨다. 염색액에는 직접 염료 외에, 염색 조제로서 염화나트륨이나 황산나트륨 등의 무기염을 적절히 첨가한다.
본 발명자들은, 편광 필름의 기재가 되는 수지 필름의 표면으로부터 염료가 스며드는 영역의 깊이에 따라, 방향족 폴리카보네이트 편광 시트를 제조하여, 편광 필름에 균열이 발생하지 않도록 가공성을 유지하면서 굽힘 가공을 실시했을 때의 색조나 투과율의 변화가 상이하며, 편광 필름의 기재가 되는 수지 필름의 표면으로부터 염료가 스며드는 영역이 깊어질수록, 편광 필름에 균열이 발생하지 않도록 가공성을 유지하면서 굽힘 가공을 실시했을 때의 색조나 투과율의 변화가 커진다는 것을 발견했다.
즉, 본 발명자들은, 편광 필름의 기재가 되는 수지 필름의 표면으로부터 염료가 스며드는 영역이 얕으면, 편광 필름에 균열이 발생하지 않도록 가공성을 유지하면서 굽힘 가공을 실시했을 때의 색조나 투과율의 변화가 작아지고, 특히 편광 필름의 기재가 되는 수지 필름의 표면으로부터 염료가 스며드는 영역이 수지 필름의 두께의 4분의 1 이내일 때에, 편광 필름에 균열이 발생하지 않도록 가공성을 유지하면서 굽힘 가공을 실시했을 때의 색조나 투과율의 변화가 작아진다는 것을 발견했다.
수지 필름의 표면으로부터 염료가 스며드는 영역의 깊이는, 염색액의 온도와 침지하는 시간으로 변경할 수 있다.
염색액의 온도로서는, 지나치게 높으면 편광 필름의 기재가 되는 수지 필름이 용해되고, 지나치게 낮으면 염료가 스며드는 속도가 지나치게 저하되어서 염색에 장시간을 요하게 되어 생산성이 저하되어 버리거나, 또는 실온에 지나치게 가까워서 온도 제어가 어려워지기 때문에, PVA 필름에 있어서는 20℃ 내지 70℃가 바람직하고, 특히 30℃ 내지 45℃가 바람직하다.
침지하는 시간으로서는, 편광 필름의 기재가 되는 수지 필름의 표면으로부터 염료가 스며드는 영역의 깊이가 원하는 깊이로 되는 시간이 선택된다.
편광 필름은, 추가로 금속 화합물 및 붕산에 의해 처리되어 있으면, 우수한 내열성 및 내용제성을 가지므로 바람직하다.
구체적으로는, 이색성 색소 용액 중에서 염색된 상기 편광 필름을 금속 화합물 및 붕산의 혼합 용액에 침지 중 또는 침지 후에 연신하는 방법, 또는 이색성 색소 용액 중에서 염색 및 연신된 상기 편광 필름을 금속 화합물 및 붕산의 혼합 용액에 침지하는 방법을 이용하여 처리할 수 있다.
금속 화합물로서는, 제 4 주기, 제 5 주기, 제 6 주기 중 어느 주기에 속하는 전이 금속이어도 좋다. 그 금속 화합물에는 상기 내열성 및 내용제성 효과가 확인되는 것이 존재하지만, 가격면에서 크로뮴, 망간, 코발트, 니켈, 구리, 아연 등의 제 4 주기 전이 금속의 아세트산염, 질산염, 황산염 등의 금속염이 바람직하다. 이들 중에서도, 니켈, 망간, 코발트, 아연 및 구리의 화합물이 저렴하고 상기 효과가 우수하기 때문에 더 바람직하다.
보다 구체적인 예로서는, 예컨대 아세트산 망간(II) 사수화물, 아세트산 망간(III) 이수화물, 질산 망간(II) 육수화물, 황산 망간(II) 오수화물, 아세트산 코발트(II) 사수화물, 질산 코발트(II) 육수화물, 황산 코발트(II) 칠수화물, 아세트산 니켈(II) 사수화물, 질산 니켈(II) 육수화물, 황산 니켈(II) 육수화물, 아세트산 아연(II), 황산 아연(II), 질산 크로뮴(III) 구수화물, 아세트산 구리(II) 일수화물, 질산 구리(II) 삼수화물, 황산 구리(II) 오수화물 등을 들 수 있다. 이들 금속 화합물 중, 어느 1종을 단독으로 이용해도 좋고, 복수종을 조합하여 이용할 수도 있다.
금속 화합물 및 붕산의 상기 편광 필름 중의 함유율은, 상기 편광 필름에 내열성 및 내용제성을 부여한다는 점에서, 편광 필름 1g당, 금속 화합물에서는 금속으로서 0.2∼20mg 함유되는 것이 바람직하고, 1∼5mg이 더 바람직하다. 붕산의 함유율은 붕소로서 0.3∼30mg이 바람직하고, 0.5∼10mg이 더 바람직하다.
처리에 이용하는 처리액의 조성은 이상의 함유율을 만족시키도록 설정되고, 일반적으로는, 금속 화합물의 농도는 0.5∼30g/L, 붕산 농도는 2∼20g/L인 것이 바람직하다.
편광 필름에 함유되는 금속 및 붕소의 함유율의 분석은 원자 흡광 분석법에 의해 행할 수 있다.
금속 화합물 및 붕산에 의한 침지 공정에 있어서의 침지 온도로서는, 지나치게 높으면 편광 필름의 기재가 되는 수지 필름이 용해되고, 지나치게 낮으면 실온에 지나치게 가까워서 온도 제어가 어려워지기 때문에, 20℃ 내지 70℃가 바람직하고, 특히 30℃ 내지 45℃가 바람직하다. 또한, 금속 화합물 및 붕산에 의한 침지 공정에 있어서의 침지 시간으로서는 0.5∼15분이 바람직하다. 침지 후의 가열 공정의 조건은 70℃ 이상, 바람직하게는 90∼120℃의 온도에서 1∼120분간, 바람직하게는 3∼40분간 가열한다.
다음으로, 편광 필름의 양면에 접착층을 개재하여, 방향족 폴리카보네이트 시트로 이루어지는 보호층을 부착한다. 이 때에 이용하는 방향족 폴리카보네이트 시트의 수지 재료로서는, 필름 강도, 내열성, 내구성 또는 굽힘 가공성의 점에서, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)알케인이나 2,2-(4-하이드록시-3,5-다이할로게노페닐)알케인으로 대표되는 비스페놀 화합물로부터 주지의 방법으로 제조된 중합체가 바람직하고, 그의 중합체 골격에 지방산 다이올에서 유래하는 구조 단위나 에스터 결합을 가지는 구조 단위가 포함되어도 좋고, 특히 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로페인으로부터 유도되는 방향족 폴리카보네이트가 바람직하다.
나아가, 방향족 폴리카보네이트 시트의 분자량에 대해서는, 시트 자체의 성형의 점에서 점도 평균 분자량으로 12,000∼40,000인 것이 바람직하고, 필름 강도, 내열성, 내구성 또는 굽힘 가공성의 점에서, 특히 20,000∼35,000인 것이 바람직하다. 또한, 방향족 폴리카보네이트 시트의 위상차값에 대해서는, 착색 간섭 줄무늬를 억제하는 점에서, 하한은 2000nm 이상이고, 상한은 특별히 없지만 필름 제조면에서 20000nm 이하가 바람직하고, 특히 4000nm 이상 20000nm 이하가 바람직하다. 위상차값이 높은 쪽이 착색 간섭 줄무늬를 생기게 하기 어려운 반면, 위상차값이 높은 쪽이 표면 형상의 정밀도가 낮다고 하는 단점이 있다.
이 위상차값이 높은 방향족 폴리카보네이트 시트를 편광 필름의 광 입사측, 즉 사람의 눈의 반대측에 이용하는 것에 의해 착색 간섭 줄무늬를 생기게 하기 어렵게 할 수 있다.
편광 필름의 양면에 방향족 폴리카보네이트를 접합하기 위해서 이용하는 접착제로서는, 아크릴 수지계 재료, 우레탄 수지계 재료, 폴리에스터 수지계 재료, 멜라민 수지계 재료, 에폭시 수지계 재료, 실리콘계 재료 등을 사용할 수 있고, 특히 접착층 자체 또는 접착했을 때의 투명성과 방향족 폴리카보네이트와의 접착성의 점에서, 우레탄 수지계 재료인 폴리우레탄 프리폴리머와 경화제로 이루어지는 2액형의 열경화성 우레탄 수지가 바람직하다. 이렇게 하여 방향족 폴리카보네이트 편광 시트를 얻는다.
본 발명의 방향족 폴리카보네이트 편광 렌즈에 이용되는 방향족 폴리카보네이트 편광 시트는, 전술한 방향족 폴리카보네이트 편광 시트에 한정되는 것은 아니며, 편광 필름과 보호층의 방향족 폴리카보네이트를 접착하는 접착제에 있어서, 조광 염료를 용해시킨 접착제를 이용하여 제작된 조광 기능도 더불어 가지는 방향족 폴리카보네이트 편광 시트를 이용해도 좋다. 이와 같이 편광 필름의 보호층에 사용하는 방향족 폴리카보네이트 시트에 미리 연신 처리를 실시하여 큰 위상차를 생기게 한 연신 폴리카보네이트 편광 시트를 구면 또는 비구면의 면 형상으로 굽힘 가공하고, 금형 내에 삽입하고 방향족 폴리카보네이트를 사출하여 성형한 편광 렌즈이면 마찬가지의 효과가 얻어진다.
이어서, 연신 폴리카보네이트 편광 시트에 굽힘 가공이 실시된다.
연신 폴리카보네이트 편광 시트의 굽힘 가공 조건에 대해서는, 특별히 제한은 없지만, 사출 성형에 이용하는 금형 표면을 따르도록 굽혀져 있을 필요가 있다. 또한, 편광 필름은 굽힘 가공에 있어서 연신 방향을 따른 균열, 이른바 막 균열이 생기기 쉽기 때문에, 이러한 점에서, 연신 폴리카보네이트 편광 시트의 굽힘 가공에 있어서의 금형 온도는, 연신 폴리카보네이트 편광 시트에 사용한 방향족 폴리카보네이트의 유리 전이점 전후의 온도가 바람직하다. 게다가, 예열 처리에 의해 굽힘 가공 직전의 연신 폴리카보네이트 편광 시트 온도가 방향족 폴리카보네이트의 유리 전이점보다 50℃ 낮은 온도 이상 유리 전이점 미만의 온도인 것이 바람직하고, 특히 유리 전이점보다 40℃ 낮은 온도 이상 유리 전이점보다 5℃ 낮은 온도 미만인 것이 바람직하다.
이어서, 연신 폴리카보네이트 편광 시트에 방향족 폴리카보네이트를 사출해도 좋다.
사출 성형의 가공 조건에 대해서는, 특별히 제한은 없지만, 외관이 우수할 필요가 있고, 이 점에서 금형 온도는 연신 폴리카보네이트 편광 시트에 사용한 방향족 폴리카보네이트의 유리 전이점보다 50℃ 낮은 온도 이상 유리 전이점 미만의 온도가 바람직하며, 특히 유리 전이점보다 40℃ 낮은 온도 이상 유리 전이점보다 15℃ 낮은 온도 미만이 바람직하다.
이어서, 하드 코팅 처리를 실시해도 좋다.
하드 코팅의 재질 또는 가공 조건에 대해서는, 특별히 제한은 없지만, 외관이나 하지(下地)의 방향족 폴리카보네이트에 대하여, 또는 계속해서 코팅되는 미러 코팅이나 반사 방지 코팅 등의 무기층에 대한 밀착성이 우수할 필요가 있고, 이 점에서 소성 온도는 연신 폴리카보네이트 편광 시트에 사용한 방향족 폴리카보네이트의 유리 전이점보다 50℃ 낮은 온도 이상 유리 전이점 미만의 온도가 바람직하고, 특히 유리 전이점보다 40℃ 낮은 온도 이상 유리 전이점보다 15℃ 낮은 온도 미만인 120℃ 전후의 온도가 바람직하며, 하드 코팅의 소성에 요하는 시간은 대략 30분에서 2시간 사이이다.
실시예
이하, 실시예에 근거하여, 본 발명에 대하여 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
일반적으로 여러 색의 색소를 이용한 경우의 색조는, 사용한 각 색의 색소 380∼780nm의 흡광도의 합으로부터 XYZ 표색계나 L*a*b* 표색계를 이용하여 산출할 수 있다.
이색성 색소를 여러 색 사용하고, 폴리바이닐 알코올 필름에 대한 이색성 색소의 염착량을 각 색에서 변경하는 것에 의해, 원하는 색조나 투과율을 얻는 편광 필름의 경우도 마찬가지이며, 방향족 폴리카보네이트 편광 시트의 성형 전후에서의 색조에 있어서도, 성형 전후의 각 색의 이색성 색소의 흡광도의 합으로부터 산출할 수 있다. 그래서, 본 발명의 실시예로서는 단색의 이색성 색소를 사용하여 성형 전후의 투과율과 색조를 측정하고, 색차를 구했다.
비교예 1
(a) 편광 필름
폴리바이닐 알코올(구라레이주식회사제, 상품명: VF-PS#7500)을 35℃의 수중에서 270초간 팽윤하면서 2배로 연신했다. 그 후, 서밀라이트 레드 4B(C. I. 28160) 및 10g/L의 무수 황산나트륨을 포함하는 35℃의 수용액 중에서 염색했다.
이 염색 필름을 아세트산 니켈 2.3g/L 및 붕산 4.4g/L를 포함하는 수용액 중에 35℃에서 120초간 침지하면서 4배로 연신했다. 그 필름을 긴장 상태가 유지된 상태로 실온에서 3분 건조를 행한 후, 110℃에서 3분간 가열 처리하여, 편광 필름을 얻었다.
얻어진 편광 필름의 두께와 색소가 스며들어 있는 영역을 측정한 결과, 및 사용한 색소의 최대 흡수 파장인 530nm의 편광 필름의 이색비를 표 1 중의 샘플 No. 〔1〕에 나타낸다. 이색비는 다음 식에 의해 구했다.
이색비 = Az/Ax
여기서, Ax는 최대 투과 방향의 직선 편광의 흡광도를 나타내고, Az는 최대 투과 방향에 직교하는 방향의 직선 편광의 흡광도를 나타낸다. Ax 및 Az는, 시마즈제작소사제의 분광 광도계(UV-3600)를 이용하여 샘플에 직선 편광을 입사시켜 측정했다.
얻어진 편광 필름의 단면 사진을 도 2의 〔A〕에 나타낸다. 단면 사진은 광학 현미경을 이용하여 촬영했다.
(b) 방향족 폴리카보네이트 편광 시트
(a)에서 얻은 편광 필름에 우레탄계의 접착제를 바코터 #12를 이용하여 도포하고, 70℃에서 10분간 건조시킨 후, 두께 0.3mm, 위상차값 5500nm의 방향족 폴리카보네이트 시트(미쓰비시가스화학사제)의 연신축과 편광 필름의 연신축이 함께 편광 렌즈의 수평 방향이 되도록 라미네이터로 접합했다.
이 적층 시트의 편광 필름측에 상기와 마찬가지의 방법으로 접착제를 도포하고, 추가로 1장의 방향족 폴리카보네이트 시트를 마찬가지로 접합하여, 방향족 폴리카보네이트 편광 시트를 얻었다. 경화 후의 접착제 도막의 두께는 9∼11㎛였다.
(c) 방향족 폴리카보네이트 편광 렌즈의 흡광도의 측정
제작한 방향족 폴리카보네이트 편광 시트의 투과율과 색조를 시마즈제작소사제의 분광 광도계(UV-3600)를 이용하여 측정했다. 샘플 No. 〔1〕의 투과율과 L*a*b* 표색계로부터 구한 색조를 표 1에 나타낸다.
(d) 방향족 폴리카보네이트 편광 렌즈
(b)에서 얻은 방향족 폴리카보네이트 편광 시트를 베이스 커브 7.95(곡률 반경 66.67mm)의 금형을 이용하여 굽힘 가공했다. 굽힘 가공에 있어서는 금형 온도 137℃, 유지 시간 1200초의 조건으로 성형했다. 여기서 말하는 베이스 커브란, 렌즈 전면(前面)의 곡률의 의미로 이용하고 있고, 530을 밀리미터 단위의 곡률 반경으로 나눈 값을 말한다.
굽힘 가공 후의 방향족 폴리카보네이트 편광 렌즈에는 편광 필름의 균열은 없었다.
(c)와 마찬가지로 측정한 샘플 No. 〔1〕의 굽힘 가공 후의 방향족 폴리카보네이트 편광 렌즈의 투과율과 색조, 및 성형 전후의 CIE1976(L*a*b*) 색 공간에 있어서의 색차 ΔE*ab를 표 1에 나타낸다. 색차는 다음 식에 의해 구했다.
색차: (ΔE*ab = ((ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2)1/2
실시예 1
염색 과정에 있어서의 염료 농도와 염색 시간을 변경한 것 이외는 (a)와 마찬가지로 하여, 이색성 색소의 염착량이 동일하고 스며들어 있는 영역을 변경한 편광 필름을 얻었다. 얻어진 편광 필름의 단면 사진을 도 2의 〔B〕∼〔E〕에 나타낸다.
또한, 얻어진 편광 필름의 두께와 색소가 스며들어 있는 영역을 측정한 결과, 및 편광 필름의 이색비를 표 1 중의 샘플 No. 〔2〕∼〔5〕에 나타낸다.
다음으로 (b), (c), (d)와 마찬가지로 하여 굽힘 가공 전후의 방향족 폴리카보네이트 편광 렌즈의 투과율과 색조를 측정하고, 색차를 구했다. 측정 결과를 표 1 중의 샘플 No. 〔2〕∼〔5〕에 나타낸다.
색소가 스며들어 있는 영역이 3분의 1 이상인 샘플 No. 〔4〕, 〔5〕의 색차는 2.4 이상이고, 색소가 스며들어 있는 영역이 5분의 1 이내인 샘플 No. 〔2〕, 〔3〕의 색차는 1.9 이내였다.
또한, 굽힘 가공 후의 방향족 폴리카보네이트 편광 렌즈에는 편광 필름의 균열이 없고, 가공성은 비교예 1의 방향족 폴리카보네이트 편광 렌즈와 비교하여 손색 없었다.
실시예 2
아세트산 니켈 및 붕산을 포함하는 수용액 중에서 4.4배로 연신한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 이색성 색소의 염착량이 동일하고 스며들어 있는 영역을 변경한 편광 필름을 얻었다. 얻어진 편광 필름의 단면 사진을 도 3의 〔F〕∼〔I〕에 나타낸다.
또한, 얻어진 편광 필름의 두께와 색소가 스며들어 있는 영역을 측정한 결과, 및 편광 필름의 이색비를 표 2 중의 샘플 No. 〔6〕∼〔9〕에 나타낸다.
다음으로 (b), (c), (d)와 마찬가지로 하여 굽힘 가공 전후의 방향족 폴리카보네이트 편광 렌즈의 투과율과 색조를 측정하고, 색차를 구했다. 측정 결과를 표 2 중의 샘플 No. 〔6〕∼〔9〕에 나타낸다.
색소가 스며들어 있는 영역이 3분의 1 이상인 샘플 No. 〔8〕, 〔9〕의 색차는 1.9이고, 색소가 스며들어 있는 영역이 4분의 1 이내인 샘플 No. 〔6〕, 〔7〕의 색차는 1.4였다.
또한, 굽힘 가공 후의 방향족 폴리카보네이트 편광 렌즈에는 편광 필름의 균열이 없고, 가공성은 비교예 1의 방향족 폴리카보네이트 편광 렌즈와 비교하여 손색 없었다.
실시예 3
아세트산 니켈 및 붕산을 포함하는 수용액 중에서 4.8배로 연신한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 이색성 색소의 염색량이 동일하고 스며들어 있는 영역을 변경한 편광 필름을 얻었다. 얻어진 편광 필름의 단면 사진을 도 4의 〔J〕∼〔M〕에 나타낸다.
또한, 얻어진 편광 필름의 두께와 색소가 스며들어 있는 영역을 측정한 결과, 및 편광 필름의 이색비를 표 3 중의 샘플 No. 〔10〕∼〔13〕에 나타낸다.
다음으로 (b), (c), (d)와 마찬가지로 하여 굽힘 가공 전후의 방향족 폴리카보네이트 편광 렌즈의 투과율과 색조를 측정하고, 색차를 구했다. 측정 결과를 표 3 중의 샘플 No. 〔10〕∼〔13〕에 나타낸다.
색소가 스며들어 있는 영역이 약 2분의 1인 샘플 No. 〔13〕의 색차는 2.4이고, 색소가 스며들어 있는 영역이 3분의 1 이내인 샘플 No. 〔10〕∼〔12〕의 색차는 1.7 이내였다.
또한, 굽힘 가공 후의 방향족 폴리카보네이트 편광 렌즈에는 편광 필름의 균열이 없고, 가공성은 비교예 1의 방향족 폴리카보네이트 편광 렌즈와 비교하여 손색 없었다.
본 실시예로부터 분명히 알 수 있듯이, 이색성 색소가 스며들어 있는 영역이 폴리바이닐 알코올 필름의 표면으로부터 폴리바이닐 알코올 필름의 두께의 4분의 1 이상인 종래의 편광 필름을 이용한 방향족 폴리카보네이트 편광 렌즈에 있어서는, 가공 전후에서의 색차가 큰 데 비하여, 이색성 색소가 스며들어 있는 영역이 폴리바이닐 알코올 필름의 표면으로부터 폴리바이닐 알코올 필름의 두께의 4분의 1 이내의 영역이고, 폴리바이닐 알코올 필름의 두께 방향에서의 중심부는 이색성 색소로 염색되어 있지 않은 본 발명의 편광 필름을 이용한 방향족 폴리카보네이트 편광 렌즈에 있어서는, 가공 전후에서의 색차가 작고, 굽힘 가공 전후에서의 색조와 투과율의 변화가 작은 것을 알 수 있다.
1: 편광 필름
2, 3: 방향족 폴리카보네이트 시트
4, 5: 접착층
6: 방향족 폴리카보네이트
7: 편광 필름의 단면
8: 색소가 스며들어 있는 영역
9: 색소가 스며들어 있지 않은 영역
2, 3: 방향족 폴리카보네이트 시트
4, 5: 접착층
6: 방향족 폴리카보네이트
7: 편광 필름의 단면
8: 색소가 스며들어 있는 영역
9: 색소가 스며들어 있지 않은 영역
Claims (2)
- 폴리바이닐 알코올 필름을 연신하여 이색성 색소로 염색하고, 양면에 접착층을 개재하여 방향족 폴리카보네이트 시트를 접합하고, 구면 또는 비구면으로 굽힌 편광 렌즈에 있어서,
이색성 색소가 스며들어 있는 영역이 폴리바이닐 알코올 필름의 표면으로부터 폴리바이닐 알코올 필름의 두께의 4분의 1 이내의 영역이고, 폴리바이닐 알코올 필름의 두께 방향에서의 중심부는 이색성 색소로 염색되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 편광 렌즈. - 폴리바이닐 알코올 필름을 연신하여 이색성 색소로 염색하고, 양면에 접착층을 개재하여 방향족 폴리카보네이트 시트를 접합하고, 구면 또는 비구면으로 굽히고, 해당 편광 시트의 한쪽 면에 방향족 폴리카보네이트를 사출하여 형성한 편광 렌즈에 있어서,
이색성 색소가 폴리바이닐 알코올 필름의 표면으로부터 스며들어 있는 영역이 폴리바이닐 알코올 필름 두께의 4분의 1 이내이고, 폴리바이닐 알코올 필름의 두께 방향에서의 중심부는 이색성 색소로 염색되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 편광 렌즈.
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