KR20220164744A - 광학 필름, 및 이것을 갖는 광학 적층체 및 아이웨어 - Google Patents

광학 필름, 및 이것을 갖는 광학 적층체 및 아이웨어 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 광반사층 및 편광 소자층을 갖는 광학 필름을 이용한 편광 선글라스 등의 아이웨어로서, 각국에 있어서의 신호 시인성 규격에 적합한 메탈릭한 색조를 갖는 아이웨어, 및 해당 아이웨어를 위한 광학 필름 및 광학 적층체를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은, 광반사층 및 편광 소자층이 적층된 광학 필름으로서, 이하의 (a) 내지 (d) 중 어느 하나 이상을 만족시키는 광학 필름을 제공한다.
(a) 광반사층의 중심 반사 파장이 600nm 이상 660nm 미만이고, 광학 필름의 투과 색상이 -15≤a*≤10 또한 -20≤b*≤20의 영역 내이다.
(b) 광반사층의 중심 반사 파장이 500nm 이상 600nm 미만이고, 광학 필름의 투과 색상이 -5≤a*≤20 또한 -20≤b*≤30의 영역 내이다.
(c) 광반사층의 중심 반사 파장이 660nm 이상 750nm 미만이고, 광학 필름의 투과 색상이 -10≤a*≤10 또한 -5≤b*≤35의 영역 내이다.
(d) 광반사층의 중심 반사 파장이 400nm 이상 500nm 미만이고, 또한 광반사층의 400nm 이상 500nm 미만의 최소 투과율이 15% 이상이고, 광학 필름의 투과 색상이 -15≤a*≤25 또한 -10≤b*≤40의 영역 내이다.

Description

광학 필름, 및 이것을 갖는 광학 적층체 및 아이웨어
본 발명은, 주로 아이웨어(선글라스나 고글, 헬멧용 바이저 등)에 이용되는 광학 필름, 및 이것을 갖는 광학 적층체 및 아이웨어에 관한 것이다.
수면이나 노면, 설면 등으로부터의 반사광에 의한 눈부심의 저감을 위해서, 아이웨어(선글라스나 고글, 바이저 등)가 이용되고 있다. 예를 들면 선글라스는, 렌즈부에 색소 등으로 착색되는 것에 의해, 해당 색소의 흡수에 의해 눈에 입사되는 광량을 저감시킴으로써, 눈부심을 저감하고 있지만, 수면이나 설면의 반사광에 대해서는 편광 선글라스가 특히 유효하다. 편광 선글라스는, 반사광이 편광이 되기 때문에, 그 편광 방향의 광을 효과적으로 흡수시키도록 설계하는 것에 의해, 눈으로의 입사광량을 크게 저감시키지 않고, 눈부심을 저감하여, 시인성을 향상시킬 수 있다.
편광 선글라스는, 통상, 폴리카보네이트 등의 플라스틱 지지체로 편광 소자층을 협지한 구성으로 되어 있고, 이것을 원하는 형상으로 가공하여, 프레임에 끼워 넣음으로써 얻을 수 있다. 편광 소자층은, 2색성 염료나 다(多)아이오딘-폴리바이닐 알코올(PVA) 착체와 같은 이른바 2색성 색소가 PVA 등의 고분자와 함께 1축 배향된 필름이며, 이용하는 색소의 색에 따라, 다양한 색의 편광 소자층을 얻을 수 있지만, 통상의 선글라스의 경우는, 가시광역 전체에 편광성을 부여하기 위해서, 그레이계의 색으로 하는 경우가 많다.
편광 선글라스에 있어서의 디자인성의 부여, 혹은 시인성의 더한층의 향상을 위해서, 표면에 다층막을 증착시키는 경우가 있다. 다층막을 부여하는 것에 의해, 타자로부터는 선글라스 표면의 반사광이 파랑이나 초록, 빨강과 같은 메탈릭조(調)의 색채를 볼 수 있고, 장착자로부터는 특정한 광을 반사함으로써, 눈부심의 저감과 함께 경치의 시인성이 더 향상된다. 이와 같이 다층막을 부여하는 것은, 장착자에게 있어 유익한 한편, 피지 등이 다층막에 부착되면 없애기 어렵다는 것과 같은 취급상의 문제점이나, 바다 등 수분이나 바닷바람에 노출되는 곳에서는, 다층막이 벗겨지거나 해버린다는 안정성의 과제, 및 아이웨어용의 곡면 렌즈에 증착할 때에 정면 부위와 곡면 부위에 균일하게 증착하는 것이 어렵다는 제조상의 과제가 있었다.
이와 같은 과제에 대해, 다층막을 지지체의 내측, 즉 편광 소자층과 지지체 사이에 마련하는 방법이 생각되지만, 다층막은, 각 층간에서의 굴절률 차에 의해 반사 성능을 발현하고 있기 때문에, 외측의 공기 계면과 동등한 반사 성능을 얻는 것은 곤란하다. 또한, 다층막은 무기 물질로 이루어지기 때문에, 유기물인 편광 소자층과의 접착에 문제가 있다.
한편, 다층막을 이용하지 않고, 유기물로 메탈릭한 색조를 부여하는 방법으로서 일본 특허공개 2001-180200호 공보(특허문헌 1)에 기재되어 있는, 콜레스테릭 액정층을 이용하는 방법이 있다. 콜레스테릭 액정은, 액정 분자가 나선 배향을 한 상태이며, 나선 피치의 길이에 따라, 특정한 파장역의 나선의 방향과 동일한 방향의 원편광 성분을 선택적으로 반사하는 기능을 갖는다. 이 나선 배향을 원하는 반사 파장역이 되는 상태로 고정화한 콜레스테릭 액정층을 이용한 광학 적층체는, 선명한 색조를 가져, 장식성을 부여할 수 있다.
콜레스테릭 액정은 그의 성질상, 특정한 파장 영역의 원편광 성분을 반사할 수 있다. 즉, 투과광은 원편광만 투과가 되기 때문에, 편광 소자층과 조합한 경우에는, 편광 소자층이 충분히 투과광을 흡수할 수 없어, 편광 소자층으로부터의 누출광이 증가하여, 편광 선글라스로서의 본래의 기능을 저하시켜 버린다는 문제가 있다.
콜레스테릭 액정을 가진 편광 선글라스 등의 아이웨어의 편광도 저하를 억제하는 기술로서, 본 발명자들에 의한 WO2016/002582(특허문헌 4)에서는, 콜레스테릭 액정층으로서, 우(右)감기 나선 배향의 콜레스테릭 액정층 R과, 좌(左)감기 나선 배향의 콜레스테릭 액정층 L을 적층시키는 것에 의해, 편광도의 저하를 억제하는 방법이 제안되어 있다.
증착에 의한 다층막이 부여된 아이웨어나, 특허문헌 4에 기재된 콜레스테릭 액정을 이용한 아이웨어는, 디자인성, 의장성, 및 편광 특성 등이 우수하여, 주로 스포츠 용도 등에 우수한 효과를 발휘할 수 있다.
일본 특허공개 2001-180200호 공보 일본 특허공개 2003-315556호 공보 일본 특허공개 2004-29824호 공보 WO2016/002582
한편으로, 상기의 아이웨어는 이하의 표 1∼3 및 도 1에 나타내는 각국의 신호 시인성 규격(ISO 12312-1:2013, ANSI Z80.3:2010, AS/NZS 1067:2003 등)에 적합하지 않는 경우가 많아, 승용차의 운전에 사용할 수 없어서, 사용 용도가 한정된다는 문제가 있었다.
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
본 발명은, 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 광반사층 및 편광 소자층을 갖는 편광 선글라스 등의 아이웨어로서, 각국의 신호 시인성 규격에 적합한, 메탈릭한 색조를 갖는 아이웨어, 및 해당 아이웨어를 위한 광학 필름 및 광학 적층체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해, 예의 검토한 결과, 적어도 광반사층 및 편광 소자층을 갖고, 해당 광반사층의 반사 파장에 한정되지 않거나, 또는 특정한 반사 파장에 따라 투과 색상 a*값 및 b*값이 조정된 광학 필름을 아이웨어에 이용하는 것에 의해, 각국 신호 시인성 규격에 적합한 성능을 가진 아이웨어를 실현할 수 있는 것을 신규하게 발견하여, 본 발명의 완성에 이르렀다.
즉, 본 발명은, 이하의 (1)∼(8)에 관한 것이다.
(1) 광반사층 및 편광 소자층이 적층된 광학 필름으로서, 이하의 (a) 내지 (d) 중 어느 하나 이상을 만족시키는 광학 필름.
(a) 광반사층의 중심 반사 파장이 600nm 이상 660nm 미만이고, 광학 필름의 투과 색상이 -15≤a*≤10 또한 -20≤b*≤20의 영역 내이다.
(b) 광반사층의 중심 반사 파장이 500nm 이상 600nm 미만이고, 광학 필름의 투과 색상이 -5≤a*≤20 또한 -20≤b*≤30의 영역 내이다.
(c) 광반사층의 중심 반사 파장이 660nm 이상 750nm 미만이고, 광학 필름의 투과 색상이 -10≤a*≤10 또한 -5≤b*≤35의 영역 내이다.
(d) 광반사층의 중심 반사 파장이 400nm 이상 500nm 미만이고, 또한 광반사층의 400nm 이상 500nm 미만의 최소 투과율이 15% 이상이고, 광학 필름의 투과 색상이 -15≤a*≤25 또한 -10≤b*≤40의 영역 내이다.
(2) 상기 광반사층이, 콜레스테릭 액정층을 1층 이상 포함하는 (1)에 기재된 광학 필름.
(3) 상기 광반사층이, 우감기 나선 배향을 갖는 콜레스테릭 액정층 R, 및 좌감기 나선 배향을 갖는 콜레스테릭 액정층 L을 갖는 (1) 또는 (2)에 기재된 광학 필름.
(4) 상기 편광 소자층이, 2색성 색소를 함유하는 연신된 고분자 필름으로 이루어지는 (1)∼(3) 중 어느 하나에 기재된 광학 필름.
(5) ISO 12312-1:2013, ANSI Z80.3:2010, 및/또는 AS/NZS 1067:2003에 규정되는 교통 신호의 시인성에 관한 규격을 만족시키는 (1)∼(4) 중 어느 하나에 기재된 광학 필름.
(6) 제 1 지지체와 제 2 지지체 사이에 (1)∼(5) 중 어느 하나에 기재된 광학 필름이 배치되어 있는 광학 적층체.
(7) 상기 제 1 및 제 2 지지체가 폴리카보네이트인 (6)에 기재된 광학 적층체.
(8) (1)∼(5) 중 어느 하나에 기재된 광학 필름, 또는 (6) 혹은 (7)에 기재된 광학 적층체를 구비하는 아이웨어.
본 발명은, 각국의 신호 시인성 규격에 적합한 메탈릭한 색조의 편광 선글라스 등의 아이웨어, 및 해당 아이웨어를 위한 광학 필름 및 광학 적층체를 제공할 수 있다.
도 1은 ANSI Z80.3:2010에 규정되는, 아이웨어를 통해서 본 교통 신호 및 일광에 대한 CIE 표준 표지계에 있어서의 합격 범위를 나타내는 색도도이다.
도 2는 실시예 6에 있어서의 광반사층, 편광 소자층, 및 광학 적층체의 분광 특성을 나타내는 그래프이다.
본 발명의 광학 필름은 적어도 가시광 영역을 반사하는 광반사층 및 편광 소자층을 갖는다.
광반사층은, 메탈릭한 색조를 나타내도록, 반사 파장 영역이 가시광역에 있고, 예를 들면, 중심 반사 파장이 400nm∼800nm, 바람직하게는 410∼780nm, 더 바람직하게는 430∼700nm의 범위에서, 요구하는 반사색의 색조에 따라 적절히 선택된다. 예를 들면, 중심 반사 파장이 400nm∼500nm인 경우, 반사색은 메탈릭한 청색을 띠고, 500nm∼600nm인 경우는 메탈릭한 녹색, 600nm∼660nm인 경우는 메탈릭한 오렌지색, 660nm∼750nm인 경우는 메탈릭한 적색이 된다. 이하, 중심 반사 파장을 포함하는 각 반사 파장 영역 400nm∼500nm, 500nm∼600nm, 600nm∼660nm, 및 660nm∼750nm를, 「중심 반사 파장 영역」이라고도 칭한다.
여기에서, 광반사층의 반사 파장은, 반사 파장 영역이 있기 때문에, 해당 반사 파장 영역의 중심치인 중심 반사 파장을 이용하여 표현된다. 중심 반사 파장은, 광반사층의 반사 영역의 중심 파장을 의미하고, 그 값은, 분광 측정에 있어서, 예를 들면, 반사 영역에서 투과율이 75%가 되는 단파장 측과 장파장 측의 파장 사이의 중간 값이다. 예로서, 어떤 광반사층을 분광 측정한 경우에, 반사 영역에 있어서의 투과율이 75%가 되는 단파장 측의 파장이 500nm, 장파장 측의 파장이 600nm인 경우, 이 광반사층의 중심 반사 파장은, 550nm이다. 한편, 중심 파장 산출에 이용하는 투과율은, 파형 형상, 영역의 최저 투과율 등에 따라 선택할 수 있지만, 본원 명세서 및 특허청구범위에서 이용한 투과율은 75%이다.
사람의 눈의 시감도(視感度)는 가시광의 파장 영역에 따라서 상이하다. 이 관계에서, 광반사층의 반사 파장 영역에 따라, 신호 시인성 규격에 적합한 투과 색상도 상이하다. 여기에서, 투과 색상은, 광학 필름 등의 물체를 투과한 광이 나타내는 색상을 말한다.
광반사층의 중심 반사 파장이 600nm 이상 660nm 미만의 영역에 있는 경우(광원은 C 광원 또는 D65 광원), 광학 필름의 투과 색상은 -15≤a*≤10 또한 -20≤b*≤20의 영역 내이고, 보다 바람직하게는 -10≤a*≤10 또한 -10≤b*≤10, 더 바람직하게는 -10≤a*≤5 또한 -5≤b*≤5의 영역 내이다. 투과 색상이 해당 영역 내이면, 신호 시인성 규격에 적합하다. 또한, 이때의 해당 광반사층의 해당 중심 반사 파장 영역 내에 있어서의 최소 투과율은 바람직하게는, 21% 이상, 더 바람직하게는 25% 이상, 보다 바람직하게는 30% 이상, 특히 바람직하게는 40% 이상이다. 한편 의장성(메탈릭조)의 관점에서 상한은 90% 정도, 보다 바람직하게는 80% 정도이다.
광반사층의 중심 반사 파장이 500nm 이상 600nm 미만의 영역에 있는 경우(광원은 C 광원 또는 D65 광원), 광학 필름의 투과 색상은 -5≤a*≤20 또한 -20≤b*≤30의 영역 내이고, 바람직하게는 -5≤a*≤10 또한 -15≤b*≤15의 영역 내, 보다 바람직하게는 -5≤a*≤10 또한 -15≤b*≤5, 더 바람직하게는 -5≤a*≤5 또한 -5≤b*≤5이다. 투과 색상이 해당 영역 내이면, 신호 시인성 규격에 적합하다. 또한, 이때의 해당 반사층의 해당 중심 반사 파장 영역 내에 있어서의 최소 투과율은 바람직하게는 20% 이상, 더 바람직하게는 21% 이상, 보다 바람직하게는 30% 이상, 특히 바람직하게는 40% 이상이다. 한편 의장성(메탈릭조)의 관점에서 상한은 90% 정도, 보다 바람직하게는 80% 정도이다.
광반사층의 중심 반사 파장이 660nm 이상 750nm 미만의 영역에 있는 경우(광원은 C 광원 또는 D65 광원), 광학 필름의 투과 색상은 -10≤a*≤10 또한 -5≤b*≤35의 영역 내이고, 바람직하게는 -10≤a*≤5 또한 -5≤b*≤15, 보다 바람직하게는 -5≤a*≤5 또한 -5≤b*≤5의 영역 내이다. 투과 색상이 해당 영역 내이면, 신호 시인성 규격에 적합하다. 또한, 이때의 해당 광반사층의 해당 중심 반사 파장 영역 내에 있어서의 최소 투과율은 바람직하게는 15% 이상, 더 바람직하게는 21% 이상, 보다 바람직하게는 25% 이상, 특히 바람직하게는 30% 이상이다. 한편 의장성(메탈릭조)의 관점에서 상한은 90% 정도, 보다 바람직하게는 80% 정도이다. 또한, a*값이 -10≤a*≤-5의 영역 내에 있는 경우는, 해당 광반사층의 해당 반사 파장 영역 내에 있어서의 최소 투과율은 바람직하게는 21% 이상, 더 바람직하게는 25% 이상, 보다 바람직하게는 30% 이상이며, b*는 해당 영역 내이면 한정되지 않는다. 한편 의장성(메탈릭조)의 관점에서 최소 투과율의 상한은 90% 정도, 보다 바람직하게는 80% 정도이다.
광반사층의 중심 반사 파장이 400nm 이상 500nm 미만의 영역에 있는 경우(광원은 C 광원 또는 D65 광원), 광학 필름의 투과 색상은 -15≤a*≤25 또한 -10≤b*≤40의 영역 내이고, 바람직하게는 -10≤a*≤10 또한 -10≤b*≤35, 보다 바람직하게는 -10≤a*≤10 또한 -5≤b*≤35, 더 바람직하게는 -5≤a*≤5 또한 -5≤b*≤5의 영역 내이다. 투과 색상이 해당 영역 내이면, 신호 시인성 규격에 적합하다. 또한, 이때의 해당 반사층의 해당 중심 반사 파장 영역 내에 있어서의 최소 투과율은 15% 이상, 바람직하게는 20% 이상, 더 바람직하게는 21% 이상, 보다 바람직하게는 30% 이상이다. 한편 의장성(메탈릭조)의 관점에서 최소 투과율의 상한은 90% 정도, 보다 바람직하게는 80% 정도이다.
광반사층의 중심 반사 파장에 한하지 않고, 광학 필름의 투과 색상은 -10≤a*≤10 또한 -10≤b*≤10의 영역 내인 것이 바람직하며(단, 광반사층의 중심 반사 파장이 500nm 이상 600nm 미만의 영역에 있는 경우를 제외한다. 광반사층의 중심 반사 파장이 500nm 이상 600nm 미만의 영역에 있는 경우, 광학 필름의 투과 색상은 -5≤a*≤10 또한 -10≤b*≤10의 영역 내인 것이 바람직하다.), 보다 바람직하게는 -5≤a*≤5 또한 -5≤b*≤5의 영역 내이다. 이 영역 내의 투과 색상이면, 신호 시인성 규격에 적합할 수 있다. 또한, 해당 투과 색상 영역의 경우, 투과색이 뉴트럴인 것에 의해, 사람이 아이웨어로서 착용했을 때에, 자연스러운 색으로서 느낄 수 있어 바람직하다.
광반사층의 막 두께는, 0.1μm 이상 10.0μm 이하인 경우가 본원 발명의 바람직한 태양이다. 이 광반사층의 막 두께의 하한은, 바람직하게는 0.5μm, 0.7μm, 0.8μm, 0.9μm, 1.0μm, 1.1μm, 1.2μm, 1.3μm이고(여기에서의 수치는, 커질수록 보다 바람직한 하한치이다), 특히 바람직하게는 1.4μm이다. 또한, 상한으로서는, 바람직하게는 5.0μm, 4.0μm, 3.0μm, 2.5μm, 2.0μm, 1.9μm, 1.8μm, 1.7μm이고(여기에서의 수치는, 작아질수록 보다 바람직한 상한치이다), 특히 바람직하게는 1.6μm이다. 즉 광반사층의 막 두께로서 가장 바람직한 범위는, 1.4μm 이상 1.6μm 이하이다.
상기 투과 색상을 얻기 위한 본 발명에서 이용되는 광반사층은 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 공지된 증착 다층막, 콜레스테릭 액정층 등을 들 수 있지만, 바람직하게는 콜레스테릭 액정층이다. 광반사층은, 콜레스테릭 액정층을 1층 이상 포함하는 것이 바람직하고, 여기에서, 광반사층은, 1층의 콜레스테릭 액정층만으로 이루어지는 것이어도 되고, 2층 이상의 콜레스테릭 액정층의 적층체여도 된다. 광반사층은, 우감기 나선 배향을 갖는 콜레스테릭 액정층으로 이루어지는 콜레스테릭 액정층 R과, 좌감기 나선 배향을 갖는 콜레스테릭 액정층으로 이루어지는 콜레스테릭 액정층 L이 적층되어 있는 것이 더 바람직하다. 해당 콜레스테릭 액정층 R 및 콜레스테릭 액정층 L을 적층하는 것에 의해, 본 발명의 광학 필름의 편광도 저하가 억제된다. 예를 들면, 콜레스테릭 액정층 R을 투과한 좌회전 원편광이 콜레스테릭 액정층 L에서 반사되는 것에 의해, 원편광의 투과는 억제되어, 편광 소자층에 의해 편광 기능을 저해하는 것이 저감된다.
광반사층은, 우감기 나선 배향을 갖는 콜레스테릭 액정층 R, 및 좌감기 나선 배향을 갖는 콜레스테릭 액정층 L을 갖는 것이 바람직하다. 여기에서, 콜레스테릭 액정층 R과 콜레스테릭 액정층 L의 반사 파장은 일치하고 있는 것이 바람직하고, 특히, 반사 파장역의 중심인 중심 반사 파장의 어긋남이, 콜레스테릭 액정층 R과 콜레스테릭 액정층 L 사이에서 20nm 이내로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10nm 이내, 더 바람직하게는 5nm 이내로 하는 것이 좋다. 본 발명에 이용하는 편광 소자층의 종류에 따라서는, 예로서 뉴트럴 그레이의 편광 소자층이었던 경우, 중심 반사 파장의 어긋남이 20nm를 초과하면, 예를 들면 콜레스테릭 액정층 R을 통과한 좌회전 원편광이, 콜레스테릭 액정층 L에서 충분히 반사되지 않고서, 편광도를 크게 저하시켜 버려, 편광 선글라스로서의 기능을 저하시켜 버리는 경우가 있다.
본 발명에서 이용되는 광반사층은, 상이한 중심 반사 파장을 갖는 복수의 콜레스테릭 액정층 R과 콜레스테릭 액정층 L의 조(組)를 구비하고 있어도 된다. 예를 들면, 중심 반사 파장이 Xnm인 콜레스테릭 액정층 R과 콜레스테릭 액정층 L을 각각 Rx, Lx로 할 때, R450과 L450의 조와 R650과 L650의 조를 적층하는 것에 의해, 450nm 부근과 650nm 부근을 동시에 반사할 수 있다. 이 조합에는 특별히 제한은 없고, 이 조합에 의해 복잡하고 다양한 반사색을 얻을 수 있다.
콜레스테릭 액정은, 카이랄리티를 가지는 네마틱 액정이나, 네마틱 액정에 카이랄제를 첨가한 액정 조성물, 혹은 화합물로부터 형성되는 것이면 특별히 한정은 되지 않는다. 카이랄제의 종류나 양에 따라, 나선의 방향이나 반사 파장을 임의로 설계할 수 있기 때문에, 네마틱 액정에 카이랄제를 첨가하여 콜레스테릭 액정을 얻는 방법이 바람직하다. 네마틱 액정은, 이른바 전계에서 조작하는 액정과는 달리, 나선 배향 상태를 고정화하여 사용되기 때문에, 중합성기를 갖는 네마틱 액정 모노머를 이용하는 것이 바람직하다.
중합성기를 갖는 네마틱 액정 모노머는, 분자 내에 중합성기를 갖고, 어떤 온도 범위 혹은 농도 범위에서 액정성을 나타내는 화합물이다. 중합성기로서는, 예를 들면 (메트)아크릴로일기, 바이닐기, 칼코닐기, 신나모일기, 또는 에폭시기 등을 들 수 있다. 또한, 액정성을 나타내기 위해서는 분자 내에 메소젠기가 있는 것이 바람직하고, 메소젠기란, 예를 들면 바이페닐기, 터페닐기, (폴리)벤조산 페닐 에스터기, (폴리)에터기, 벤질리덴아닐린기, 및 아세나프토퀴녹살린기 등의 로드상, 판상, 혹은 트라이페닐렌기, 프탈로사이아닌기, 및 아자크라운기 등의 원반상의 치환기, 즉 액정상(相) 거동을 유도하는 능력을 갖는 기를 의미한다. 로드상 또는 판상기를 갖는 액정 화합물은 칼라미틱 액정으로서 당해 기술 분야에서 기지이다. 이와 같은 중합성기를 갖는 네마틱 액정 모노머는 구체적으로는 일본 특허공개 2003-315556호 공보(특허문헌 2), 일본 특허공개 2004-29824호 공보(특허문헌 3)에 기재된 중합성 액정이나, PALIOCOLOR 시리즈(BASF사제), 예를 들면 PALIOCOLOR LC242, PALIOCOLOR LC1057 등, RMM 시리즈(Merck사제) 등을 들 수 있다. 이들 중합성기를 갖는 네마틱 액정 모노머는 단독으로, 또는 복수 혼합하여 이용할 수 있다.
카이랄제로서는, 상기 중합성기를 갖는 네마틱 액정 모노머를 우감기 또는 좌감기 나선 배향시킬 수 있고, 중합성기를 갖는 네마틱 액정 모노머와 마찬가지로 중합성기를 갖는 화합물이 바람직하다. 그와 같은 카이랄제로서는, 예를 들면, Paliocolor LC756(BASF사제), 일본 특허공개 2002-179668호 공보, 및 일본 특허공개 2007-271808호 공보에 기재된 광학 활성인 바이나프틸 구조를 갖는 화합물이나, 일본 특허공개 2003-306491호 공보 및 2003-313292호 공보에 기재된 광학 활성인 아이소소바이드 구조를 갖는 화합물 등을 들 수 있다. 카이랄제의 첨가량은, 카이랄제의 종류와 반사시키는 파장에 따라서도 상이하지만, 중합성기를 갖는 네마틱 액정 모노머 100중량부에 대해, 0.5중량부∼40중량부 정도가 바람직하고, 보다 바람직하게는 1중량부∼25중량부 정도가 좋다.
또, 액정 조성물에는, 중합성기를 갖는 네마틱 액정 모노머와 반응 가능한 액정성을 갖지 않는 중합성 화합물을 첨가하는 것도 가능하다. 그와 같은 화합물로서는 예를 들면 자외선 경화형 수지 등을 들 수 있다. 자외선 경화형 수지로서는, 예를 들면 다이펜타에리트리톨 헥사(메트)아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨 펜타(메트)아크릴레이트와 1,6-헥사메틸렌-다이-아이소사이아네이트의 반응 생성물, 아이소사이아누르환을 갖는 트라이아이소사이아네이트와 펜타에리트리톨 트라이(메트)아크릴레이트의 반응 생성물, 펜타에리트리톨 트라이(메트)아크릴레이트와 아이소포론-다이-아이소사이아네이트의 반응 생성물, 다이펜타에리트리톨 펜타(메트)아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트라이(메트)아크릴레이트, 트라이메틸올프로페인 트라이(메트)아크릴레이트, 다이트라이메틸올프로페인 테트라(메트)아크릴레이트, 트리스(아크릴옥시에틸)아이소사이아누레이트, 트리스(메타아크릴옥시에틸)아이소사이아누레이트, 글리세롤 트라이글라이시딜 에터와 (메트)아크릴산의 반응 생성물, 카프로락톤 변성 트리스(아크릴옥시에틸)아이소사이아누레이트, 트라이메틸올프로페인 트라이글라이시딜 에터와 (메트)아크릴산의 반응 생성물, 트라이글리세롤-다이-(메트)아크릴레이트, 프로필렌 글라이콜-다이-글라이시딜 에터와 (메트)아크릴산의 반응 생성물, 폴리프로필렌 글라이콜-다이-(메트)아크릴레이트, 트라이프로필렌 글라이콜-다이-(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌 글라이콜-다이-(메트)아크릴레이트, 테트라에틸렌 글라이콜-다이-(메트)아크릴레이트, 트라이에틸렌 글라이콜-다이-(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨-다이-(메트)아크릴레이트, 1,6-헥세인다이올-다이-글라이시딜 에터와 (메트)아크릴산의 반응 생성물, 1,6-헥세인다이올-다이-(메트)아크릴레이트, 글리세롤-다이-(메트)아크릴레이트, 에틸렌 글라이콜-다이-글라이시딜 에터와 (메트)아크릴산의 반응 생성물, 다이에틸렌 글라이콜-다이-글라이시딜 에터와 (메트)아크릴산의 반응 생성물, 비스(아크릴옥시에틸)하이드록시에틸아이소사이아누레이트, 비스(메타아크릴옥시에틸)하이드록시에틸아이소사이아누레이트, 비스페놀 A-다이-글라이시딜 에터와 (메트)아크릴산의 반응 생성물, 테트라하이드로퍼퓨릴 (메트)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 테트라하이드로퍼퓨릴 (메트)아크릴레이트, 2-하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌 글라이콜 (메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌 글라이콜 (메트)아크릴레이트, 페녹시하이드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 아크릴로일모폴린, 메톡시폴리에틸렌 글라이콜 (메트)아크릴레이트, 메톡시테트라에틸렌 글라이콜 (메트)아크릴레이트, 메톡시트라이에틸렌 글라이콜 (메트)아크릴레이트, 메톡시에틸렌 글라이콜 (메트)아크릴레이트, 메톡시에틸 (메트)아크릴레이트, 글라이시딜 (메트)아크릴레이트, 글리세롤 (메트)아크릴레이트, 에틸카비톨 (메트)아크릴레이트, 2-에톡시에틸 (메트)아크릴레이트, N,N-다이메틸아미노에틸 (메트)아크릴레이트, 2-사이아노에틸 (메트)아크릴레이트, 뷰틸 글라이시딜 에터와 (메트)아크릴산의 반응 생성물, 뷰톡시트라이에틸렌 글라이콜 (메트)아크릴레이트, 및 뷰테인다이올 모노(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있고, 이들은 단독으로 또는 복수 혼합하여 이용할 수 있다. 이들 액정성을 가지지 않는 자외선 경화형 수지는 액정성 조성물의 액정성을 손상시키지 않을 정도로 첨가하지 않으면 안 되고, 바람직하게는, 중합성기를 갖는 네마틱 액정 모노머 100중량부에 대해서 0.1∼20중량부, 보다 바람직하게는 1.0∼10중량부 정도가 좋다.
액정 조성물은, 용제를 더 함유해도 된다. 용제는, 사용하는 액정 모노머나 카이랄제 등을 용해시킬 수 있으면, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 사이클로펜탄온, 메틸 에틸 케톤, 메틸 아이소뷰틸 케톤, 톨루엔 등을 들 수 있다. 용제의 첨가량은, 사용하는 액정 모노머나 카이랄제 등을 용해시킬 수 있을 정도이면 되고, 당업자가 적절히 결정할 수 있다.
본 발명에서 이용되는 중합성기를 갖는 네마틱 액정 모노머나 다른 중합성 화합물이 자외선 경화형인 경우, 해당 액정 조성물을 자외선에 의해 경화시키기 위해서, 광중합 개시제가 액정 조성물에 더 첨가된다. 광중합 개시제로서는 예를 들면, 2-메틸-1-[4-(메틸싸이오)페닐]-2-모폴리노프로페인-1(BASF사제 이르가큐어 907), 1-하이드록시사이클로헥실 페닐 케톤(BASF사제 이르가큐어 184), 4-(2-하이드록시에톡시)-페닐(2-하이드록시-2-프로필) 케톤(BASF사제 이르가큐어 2959), 1-(4-도데실페닐)-2-하이드록시-2-메틸프로판-1-온(Merck사제 다로큐어 953), 1-(4-아이소프로필페닐)-2-하이드록시-2-메틸프로판-1-온(Merck사제 다로큐어 1116), 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온(BASF사제 이르가큐어 1173), 및 다이에톡시아세토페논 등의 아세토페논계 화합물; 벤조인, 벤조인 메틸 에터, 벤조인 에틸 에터, 벤조인 아이소프로필 에터, 벤조인 아이소뷰틸 에터, 및 2,2-다이메톡시-2-페닐아세토페논(BASF사제 이르가큐어 651) 등의 벤조인계 화합물; 벤조일벤조산, 벤조일벤조산 메틸, 4-페닐벤조페논, 하이드록시벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸다이페닐설파이드, 및 3,3'-다이메틸-4-메톡시벤조페논(닛폰카야쿠제 카야큐어 MBP) 등의 벤조페논계 화합물; 및 싸이오잔톤, 2-클로로싸이오잔톤(닛폰카야쿠제 카야큐어 CTX), 2-메틸싸이오잔톤, 2,4-다이메틸싸이오잔톤(카야큐어 RTX), 아이소프로필싸이오잔톤, 2,4-다이클로로싸이오잔톤(닛폰카야쿠제 카야큐어 CTX), 2,4-다이에틸싸이오잔톤(닛폰카야쿠제 카야큐어 DETX), 및 2,4-다이아이소프로필싸이오잔톤(닛폰카야쿠제 카야큐어 DITX) 등의 싸이오잔톤계 화합물 등을 들 수 있다. 광중합 개시제로서 바람직하게는, 예를 들면, Irgacure TPO, Irgacure TPO-L, Irgacure OXE01, Irgacure OXE02, Irgacure 1300, Irgacure 184, Irgacure 369, Irgacure 379, Irgacure 819, Irgacure 127, Irgacure 907 및 Irgacure 1173(모두 BASF사제), 특히 바람직하게는 Irgacure TPO, Irgacure TPO-L, Irgacure OXE01, Irgacure OXE02, Irgacure 1300, 및 Irgacure 907을 들 수 있다. 이들 광중합 개시제는 1종류여도 복수여도 임의의 비율로 혼합하여 사용할 수 있다. 바람직하게는 300nm 이상의 파장에 흡수 대역을 가지는 광중합 개시제를 적어도 1종 이상 이용한다.
벤조페논계 화합물이나 싸이오잔톤계 화합물을 이용하는 경우에는, 광중합 반응을 촉진시키기 위해서, 조제를 병용하는 것도 가능하다. 그와 같은 조제로서는 예를 들면, 트라이에탄올아민, 메틸다이에탄올아민, 트라이아이소프로판올아민, n-뷰틸아민, N-메틸다이에탄올아민, 다이에틸아미노에틸 메타아크릴레이트, 미힐러케톤, 4,4'-다이에틸아미노페논, 4-다이메틸아미노벤조산 에틸, 4-다이메틸아미노벤조산 (n-뷰톡시)에틸, 및 4-다이메틸아미노벤조산 아이소아밀 등의 아민계 화합물을 들 수 있다.
상기 광중합 개시제 및 조제의 첨가량은, 액정 조성물의 액정성에 영향을 주지 않는 범위에서 사용하는 것이 바람직하고, 그 양은, 액정 조성물 중의 자외선으로 경화되는 화합물 100중량부에 대해서, 바람직하게는 0.5중량부 이상 10중량부 이하, 보다 바람직하게는 2중량부 이상 8중량부 이하 정도가 좋다. 또한, 조제는 광중합 개시제에 대해, 중량 기준으로 0.5배 내지 2배량 정도가 좋다.
콜레스테릭 액정을 이용하여, 광반사층을 제작하는 방법으로서는, 예를 들면, 중합성기를 갖는 네마틱 액정 모노머에, 원하는 파장을 반사하도록 우감기 혹은 좌감기가 되는 카이랄제를 필요량 첨가한다. 다음으로 이들을 용제에 용해시키고, 광중합 개시제를 첨가하는 것에 의해, 액정 조성물을 조제한다. 다음으로 이 액정 조성물을 PET 필름 등의 플라스틱 기판 상에 두께가 가능한 한 균일해지도록 도포하고, 가열로 용제를 제거시키면서, 기판 상에서 콜레스테릭 액정이 되어 원하는 나선 피치로 배향되는 온도 조건에서 일정 시간 방치시킨다. 바람직한 건조 온도 및 배향 온도는 40∼150℃이다. 이때, 플라스틱 필름 표면을 도포 전에 러빙 혹은 연신 등의 배향 처리를 해 둠으로써, 콜레스테릭 액정의 배향을 보다 균일하게 할 수 있어, 필름으로서의 헤이즈값을 저감하는 것이 가능해진다. 이어서 이 배향 상태를 유지한 채로, 고압 수은등 등으로 자외선을 조사하여, 배향을 고정화시키는 것에 의해, 광반사층이 얻어진다. 여기에서, 우감기 나선 배향이 되는 카이랄제를 선택한 경우, 얻어지는 것은 콜레스테릭 액정층 R이고, 좌감기 나선 배향이 되는 카이랄제를 선택한 경우, 얻어지는 것은 콜레스테릭 액정층 L이다. 콜레스테릭 액정층 R은 우회전 원편광을 선택적으로 반사하고, 콜레스테릭 액정층 L은 좌회전 원편광을 선택적으로 반사한다. 이 특정한 원편광을 선택적으로 반사하는 현상을 선택 반사라고 하고, 선택 반사하고 있는 파장 영역을 선택 반사 영역이라고 한다. 본원의 특허청구범위 및 명세서에 있어서, 콜레스테릭 액정층의 반사 영역은, 선택 반사 영역을 의미한다.
콜레스테릭 액정층끼리를 적층하는 수단은, 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 직접 적층하는 방법이나, 접착제 또는 점착제를 이용하여 적층하는 방법 등을 들 수 있고, 접착제 또는 점착제를 이용하여 적층하는 것이 바람직하다. 점착제로서는, 아크릴계나 고무계의 점착제를 들 수 있지만, 접착성이나 유지력 등을 조정하기 쉬운 아크릴계 점착제가 바람직하다. 또한, 접착제로서는, 자외선 경화형 수지 조성물이나 열경화형 수지 조성물을 들 수 있다. 자외선 경화형 수지의 경우는, 아크릴로일기, 혹은 에폭시기를 갖는 모노머를 복수 혼합한 조성물을 광중합 개시제의 존재하에서, 자외선을 조사하는 것에 의해 경화시켜 접착시킬 수 있다. 열경화형 수지 조성물의 경우는, 에폭시기를 갖는 모노머를 복수 혼합한 조성물을 산 촉매의 존재하에서 가열하는 것에 의해 경화시켜 접착할 수 있다. 혹은, 아미노기, 카복실기, 수산기를 갖는 복수의 모노머나 폴리머로 이루어지는 조성물을 아이소사이아네이트기나 멜라민을 갖는 화합물의 존재하에서 가열하는 것에 의해 경화시켜 접착할 수 있다.
본 발명에서 이용되는 편광 소자층으로서는, 2색성 색소를 함유하는 연신된 고분자 필름으로 이루어지는 편광 소자층이 바람직하다. 본 발명에서 사용할 수 있는 편광 소자층에 대하여, 전형적으로는 PVA 편광 필름을 들 수 있고, 제작 방법은 특별히 한정되지 않지만, 내열성의 점에서 폴리바이닐 알코올 혹은 그의 유도체로 이루어지는 고분자 필름에 2색성 염료의 색소를 흡착시키는 것이 바람직하고, 해당 필름을 1축으로 연신 배향시켜 제조된다. 색소로서는, 특히 설폰산기를 가지는 아조 색소로 이루어지는 직접 염료가 바람직하다.
본 발명에서 이용되는 편광 소자층은, 원하는 파장을 반사하는 광반사층에 대해, 해당 광반사층의 중심 반사 파장에 있어서의 해당 광반사층의 최소 투과율과 해당 편광 소자층의 투과율의 곱(T0%)이 바람직하게는 5% 이상이고, 보다 바람직하게는 10% 이상이고, 또한 해당 광반사층의 중심 반사 파장 영역에 있어서의 해당 광반사층의 투과율과 해당 편광 소자층의 투과율의 곱의 평균치(T1%)와, 가시광역 400∼750nm에 있어서의 해당 중심 반사 파장 영역을 제외한 파장 영역의 해당 광반사층의 투과율과 해당 편광 소자층의 투과율의 곱의 평균치(T2%)의 차 (T2-T1)가, -10 이상 20 이하가 되는 것을 만족시키는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 T2-T1이 -6 이상 15 이하이고, 특히 바람직하게는 -3 이상 10 이하이다. 여기에서, 중심 반사 파장 영역을 제외한 파장 영역이란, 예를 들면, 광반사층의 중심 반사 파장 영역이 400nm∼500nm인 경우, 500nm∼750nm의 범위이고, 광반사층의 중심 반사 파장 영역이 500nm∼600nm인 경우, 400nm∼500nm 및 600∼750nm의 범위이고, 광반사층의 중심 반사 파장 영역이 600nm∼660nm인 경우, 400nm∼600nm 및 660nm∼750nm의 범위이며, 광반사층의 중심 반사 파장 영역이 660nm∼750nm인 경우, 400nm∼660nm의 범위가 된다. 이에 의해, 광반사층과 편광 소자층의 적층체의 투과 스펙트럼이 평탄에 가까워져, 투과색을 보다 뉴트럴에 가깝게 할 수 있다.
본 발명의 광학 필름은, 광반사층과 편광 소자층을 적층하는 것에 의해 얻을 수 있다. 광반사층과 편광 소자층을 적층하는 방법으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 높은 접착력이 얻어지기 때문에 접착층을 개재시켜 첩합(貼合)하는 것이 바람직하다. 접착층으로서는, 핫멜트형 접착제와 경화형 접착제 모두 사용 가능하다. 통상, 경화형 접착제로서는, 아크릴 수지계 재료, 유레테인 수지계 재료, 폴리에스터 수지계 재료, 멜라민 수지계 재료, 에폭시 수지계 재료, 및 실리콘계 재료 등을 사용할 수 있고, 특히, 굽힘 가공 시의 접착력이나 가공성이 우수하기 때문에, 유레테인 수지계 재료인 폴리유레테인 프리폴리머와 경화제로 이루어지는 2액형의 열경화성 유레테인 수지가 바람직하다. 광반사층과 편광 소자층을 접착하는 접착제에는, 조광 염료를 용해시킨 접착제를 이용해도 된다.
광학 필름은, ISO 12312-1:2013, ANSI Z80.3:2010, 및 AS/NZS 1067:2003 중 적어도 하나에 규정되는 교통 신호의 시인성에 관한 규격을 만족시키고, 바람직하게는 이들 3개의 규격 모두를 만족시킨다.
본 발명의 광학 적층체는, 광학 필름을 지지체로 협지하는 것에 의해 얻을 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 본 발명의 광학 적층체는, 제 1 지지체와 제 2 지지체 사이에 광학 필름, 특히는 본 발명의 광학 필름이 배치되어 있다. 지지체로서는 플라스틱제가 바람직하고, 예를 들면, 폴리카보네이트, 폴리아마이드, 및 트라이아세틸셀룰로스(TAC) 등의 수지를 사용할 수 있다. 내충격성, 내열성이 요구되는 선글라스 혹은 고글에 있어서는, 지지체에는, 폴리카보네이트를 사용하는 것이 바람직하고, 그 중에서도 비스페놀 A를 원료로 하는 방향족 폴리카보네이트를 사용하는 것이 보다 바람직하다. 상기 실시형태에 있어서, 제 1 지지체 및 제 2 지지체는, 폴리카보네이트인 것이 바람직하고, 방향족 폴리카보네이트인 것이 보다 바람직하다.
지지체의 전광선 투과율은, 시인성을 확보하기 위해, 바람직하게는 70% 이상, 보다 바람직하게는 80% 이상, 더 바람직하게는 85% 이상이다.
또한, 상기의 각 편광성 필름층의 최적 가공 온도가 낮은 경우에는, 지지체의 원료로서 예를 들면, 방향족 폴리카보네이트/지환식 폴리에스터 조성물(특히 다이카복실산 성분으로서 1,4-사이클로헥세인다이카복실산을 주성분으로 하고, 다이올 성분으로서 1,4-사이클로헥세인다이메탄올을 주성분으로 하는 지환식 폴리에스터 등), 또는 유리 전이 온도 130℃ 이하의 폴리아마이드 등을 선택하는 것이 바람직하다.
또한, 광반사층과 편광 소자층 사이에 지지체가 있어도 된다. 광학 적층체의 강도가 증가하는 등의 이점이 있다. 광반사층과 편광 소자층 사이에 지지체를 협지하는 방법은, 특별히 한정되지 않지만, 높은 접착력을 얻기 위해 접착층을 개재시켜 협지하는 것이 바람직하다. 접착층으로서는, 핫멜트형 접착제와 경화형 접착제 모두 사용 가능하다. 통상, 경화형 접착제로서는, 예를 들면 아크릴 수지계 재료, 유레테인 수지계 재료, 폴리에스터 수지계 재료, 멜라민 수지계 재료, 에폭시 수지계 재료, 및 실리콘계 재료 등을 사용할 수 있고, 특히, 굽힘 가공 시의 접착력이나 가공성이 우수하기 때문에, 유레테인 수지계 재료인 폴리유레테인 프리폴리머와 경화제로 이루어지는 2액형의 열경화성 유레테인 수지가 바람직하다.
본 발명의 아이웨어는, 본 발명의 광학 필름 또는 본 발명의 광학 적층체를 구비한다. 구체적으로는, 전술한 바와 같이 하여 얻어진 본 발명의 광학 필름 또는 광학 적층체를 이용하여, 광반사층이 착용자에서 보아 편광 소자층보다 외측이 되도록, 원하는 형상으로 성형하고, 프레임 등에 고정함으로써, 본 발명의 선글라스나 고글, 헬멧용 바이저 등의 아이웨어를 얻을 수 있다.
당해 아이웨어는, 각국의 신호 시인성 규격에 적합한 아이웨어이고, 또한 높은 의장성을 갖는 메탈릭한 색조와 방현성을 갖는 아이웨어이다.
예를 들면 선글라스의 경우는, 광학 필름 또는 광학 적층체를 원하는 형상으로 타발하고, 이어서, 굽힘 가공을 실시한다. 굽힘 가공의 방법에 관해서 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 구면 혹은 비구면으로 형상을 부여할 수 있는 공정을 거쳐 가공하면 된다. 굽힘 가공품에는, 추가로 수지를 사출해도 된다. 이 경우, 광학 적층체의 두께 불균일이 보이지 않게 된다는 이점도 있어, 초점 굴절력을 가지지 않는 렌즈에 있어서도 내충격성, 외관이나 안정(眼精) 피로에 대해서 특히 우수한 제품에 사용되고 있다. 사출하는 수지로서는, 굴절률 차에 의한 외관 악화를 방지하기 위해, 사출 수지가 접하는 층과 동일한 재료로 하는 것이 바람직하다. 표면에는, 적절히, 하드 코팅, 반사 방지막 등이 형성되고, 이어서 옥접(玉摺), 구멍 뚫기, 나사 체결 등에 의해 프레임 등에 고정함으로써 선글라스를 얻을 수 있다.
실시예
이하, 실시예에 의해, 본 발명을 상세하게 예시한다. 실시예에 있어서 부는 중량부를 의미한다. 한편, 본 발명은 예시하는 실시예로 한정되는 것은 아니다.
<도포액(액정 조성물)의 조제>
하기 표에 나타내는 조성의 도포액(R제) 및 (L제)를 각각 조제했다. 한편, 하기 표에 있어서 처방량은 중량부로 표시된다.
Figure pct00004
Figure pct00005
카이랄제: 화합물 1(일본 특허공개 2002-179668호 공보에 기재된 예시 화합물 2-1)
[화학식 1]
Figure pct00006
[실시예 1]
<광반사층의 제작>
조제한 도포액(R1), (L1)을 이용하여, 이하의 수순으로 각각 광반사층을 제작하고, 이어서 그들을 적층하여 본 발명에 이용하는 광반사층의 적층체를 제작했다. 플라스틱 기판으로서는, 도요방적제 PET 필름(하도층 없음)을 사용했다.
(1) 각 도포액을, 와이어 바를 이용하여, 건조 후의 막의 두께가 1.2μm가 되도록, PET 필름 상에 실온에서 도포했다.
(2) 150℃에서 5분간 가열하여 용제의 제거와 함께 콜레스테릭 액정상으로 했다. 이어서, 고압 수은 램프(핸슨도시바라이팅사제)를 120W 출력, 5∼10초간 UV 조사하고, 콜레스테릭 액정상을 고정하여, 광반사층을 얻었다.
(3) (1)∼(2)에서 제작한, PET 필름 상의 콜레스테릭 액정(R1)과 콜레스테릭 액정층(L1)을 콜레스테릭 액정층끼리가 접하도록 아크릴계 점착제를 이용하여 적층했다.
(4) 양면에 있는 PET 필름을 박리했다.
이렇게 하여, 콜레스테릭 액정층(R1), 콜레스테릭 액정층(L1)이 적층된 2층으로 이루어지는 본 발명에서 이용하는 광반사층을 얻었다. 콜레스테릭 액정층(R1), 콜레스테릭 액정층(L1)의 중심 반사 파장은 각각 615nm, 620nm였다.
<편광 소자층의 제작>
폴리바이닐 알코올(구라레이 주식회사제, 상품명: 구라레이 비닐론 ＃750)을 클로란틴 패스트 레드(C. I. 28160) 0.41g/L, 크리소페닌(C. I. 24895) 0.16g/L, 솔로페닐 블루 4GL(C. I. 34200) 0.14g/L 및 황산 나트륨 10g/L를 포함하는 수용액 중에서 35℃에서 3분간 염색한 후, 용액 중에서 4배로 연신했다. 이어서 이 염색 시트를 아세트산 니켈 2.5g/L 및 붕산 6.6g/L를 포함하는 수용액 중 35℃에서 3분 침지했다. 이어서 그 시트를 긴장 상태가 유지된 상태로 실온에서 3분 건조를 행한 후, 70℃에서 3분간 가열 처리하여, 편광 소자층을 얻었다. 편광 소자층을 분광 광도계를 이용하여, 절대 편광법에 의해 편광도를 측정한 결과, 편광도는 97.1%였다.
<광학 필름의 제작>
다음으로 상기 광반사층의 적층체와 편광 소자층을 유레테인 수지계 접착제로 첩합하여, 본 발명의 광학 필름을 얻었다.
<광학 적층체의 제작>
광학 필름의 양면에 두께 0.3mm의 비스페놀 A형 방향족 폴리카보네이트 시트(미쓰비시가스화학사제)를 유레테인 수지계 접착제로 첩합하여, 광학 적층체를 제작했다.
<편광 선글라스의 제작>
광학 적층체를 기본 형상으로서는 직경 79.5mm의 진원이며, 수직 방향의 폭이 55mm로 커팅되는 형(型)으로 스트립 형상으로서 타발하고, 베이스 커브 7.95(곡률 반경 66.67mm)의 금형을 이용하여 굽힘 가공을 행했다. 굽힘 가공된 광학 적층체를 사출 성형용의 금형 내에 인서트하고, 오목면 측으로 용융된 폴리카보네이트를 사출 성형하여, 편광 렌즈를 얻었다. 계속해서, 프레임에 맞추어 옥접를 행하고, 편광 렌즈를 프레임에 끼움으로써 편광 선글라스를 제작했다.
[실시예 2]
<광반사층의 제작>
조제한 도포액(R2), (L2)를 이용하여, 각각 광반사층의 도포 건조 후의 막 두께가 1.0μm가 되도록 도포한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조작에 의해, 본 발명에서 이용하는 광반사층을 얻었다. 콜레스테릭 액정층(R2), 콜레스테릭 액정층(L2)의 중심 반사 파장은 모두 560nm였다.
<편광 소자층의 제작>
폴리바이닐 알코올(구라레이 주식회사제, 상품명: 구라레이 비닐론 ＃750)을 클로란틴 패스트 레드(C. I. 28160) 0.07g/L, 크리소페닌(C. I. 24895) 0.34g/L, 솔로페닐 블루 4GL(C. I. 34200) 0.3g/L 및 황산 나트륨 10g/L를 포함하는 수용액 중에서 35℃에서 3분간 염색한 후, 용액 중에서 4배로 연신했다. 이어서 이 염색 시트를 아세트산 니켈 2.5g/L 및 붕산 6.6g/L를 포함하는 수용액 중 35℃에서 3분 침지했다. 이어서 그 시트를 긴장 상태가 유지된 상태로 실온에서 3분 건조를 행한 후, 70℃에서 3분간 가열 처리하여, 편광 소자층을 얻었다. 편광 소자층을 분광 광도계를 이용하여, 절대 편광법에 의해 편광도를 측정한 결과, 편광도는 98.2%였다.
상기 광반사층 및 편광 소자층을 이용하는 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조작에 의해 본 발명의 광학 필름, 광학 적층체, 및 편광 선글라스를 얻었다.
[실시예 3]
<광반사층의 제작>
조제한 도포액(R3), (L3)을 이용하여, 각각 광반사층의 도포 건조 후의 막 두께가 1.5μm가 되도록 도포한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조작에 의해, 본 발명에서 이용하는 광반사층을 얻었다. 콜레스테릭 액정층(R3), 콜레스테릭 액정층(L3)의 중심 반사 파장은 모두 680nm였다.
<편광 소자층의 제작>
폴리바이닐 알코올(구라레이 주식회사제, 상품명: 구라레이 비닐론 ＃750)을 클로란틴 패스트 레드(C. I. 28160) 0.38g/L, 크리소페닌(C. I. 24895) 0.16g/L, 솔로페닐 블루 4GL(C. I. 34200) 0.32g/L 및 황산 나트륨 10g/L를 포함하는 수용액 중에서 35℃에서 3분간 염색한 후, 용액 중에서 4배로 연신했다. 이어서 이 염색 시트를 아세트산 니켈 2.5g/L 및 붕산 6.6g/L를 포함하는 수용액 중 35℃에서 3분 침지했다. 이어서 그 시트를 긴장 상태가 유지된 상태로 실온에서 3분 건조를 행한 후, 70℃에서 3분간 가열 처리하여, 편광 소자층을 얻었다. 편광 소자층을 분광 광도계를 이용하여, 절대 편광법에 의해 편광도를 측정한 결과, 편광도는 99.8%였다.
상기 광반사층 및 편광 소자층을 이용하는 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조작에 의해 본 발명의 광학 필름, 광학 적층체, 및 편광 선글라스를 얻었다.
[실시예 4]
실시예 3에 기재된 광반사층의 막 두께가 2.4μm가 되도록 도포한 것 이외에는, 실시예 3과 마찬가지의 조작으로, 광학 필름, 광학 적층체, 편광 선글라스를 얻었다.
[실시예 5]
<광반사층의 제작>
조제한 도포액(R4), (L4)를 이용하여, 각각 광반사층의 도포 건조 후의 막 두께가 1.0μm가 되도록 도포한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조작에 의해, 본 발명에서 이용하는 광반사층을 얻었다. 콜레스테릭 액정층(R4), 콜레스테릭 액정층(L4)의 중심 반사 파장은 각각 485nm, 475nm였다.
<편광 소자층의 제작>
폴리바이닐 알코올(구라레이 주식회사제, 상품명: 구라레이 비닐론 ＃750)을 클로란틴 패스트 레드(C. I. 28160) 0.18g/L, 솔로페닐 블루 4GL(C. I. 34200) 0.52g/L 및 황산 나트륨 10g/L를 포함하는 수용액 중에서 35℃에서 3분간 염색한 후, 용액 중에서 4배로 연신했다. 이어서 이 염색 시트를 아세트산 니켈 2.5g/L 및 붕산 6.6g/L를 포함하는 수용액 중 35℃에서 3분 침지했다. 이어서 그 시트를 긴장 상태가 유지된 상태로 실온에서 3분 건조를 행한 후, 70℃에서 3분간 가열 처리하여, 편광 소자층을 얻었다. 편광 소자층을 분광 광도계를 이용하여, 절대 편광법에 의해 편광도를 측정한 결과, 편광도는 99.8%였다.
상기 광반사층 및 편광 소자층을 이용하는 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조작에 의해 본 발명의 광학 필름, 광학 적층체, 및 편광 선글라스를 얻었다.
[실시예 6]
<광반사층의 제작>
조제한 도포액(R5), (L5)를 이용하여, 각각 광반사층의 도포 건조 후의 막 두께가 1.0μm가 되도록 도포한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조작에 의해, 본 발명에서 이용하는 광반사층을 얻었다. 콜레스테릭 액정층(R5), 콜레스테릭 액정층(L5)의 중심 반사 파장은 각각 455nm, 445nm였다.
<편광 소자층의 제작>
실시예 5에 기재된 편광 소자층을 이용했다.
상기 광반사층 및 편광 소자층을 이용하는 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조작에 의해 본 발명의 광학 필름, 광학 적층체, 및 편광 선글라스를 얻었다.
[실시예 7]
<광반사층의 제작>
조제한 도포액(R6), (L6)을 이용하여, 각각 광반사층의 도포 건조 후의 막 두께가 0.7μm가 되도록 도포한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조작에 의해, 본 발명에서 이용하는 광반사층을 얻었다. 콜레스테릭 액정층(R6), 콜레스테릭 액정층(L6)의 중심 반사 파장은 모두 605nm였다.
<편광 소자층의 제작>
폴리바이닐 알코올(구라레이사제 VF 시리즈)을 40℃의 온수에 3분 침지하여 팽윤 처리를 했다. 팽윤 처리한 필름을, 붕산 2.8중량%, 아이오딘 0.044중량%, 아이오딘화 칼륨 3.13중량% 함유한 30℃의 수용액에 침지하여 염색 처리를 행하고, 색소가 염색된 필름을 5.0배로 연신하면서 붕산 3.0중량%를 함유한 50℃의 수용액 중에서 5분간 처리를 행했다. 그의 붕산 처리하여 얻어진 필름의 긴장 상태를 유지하면서, 아이오딘화 칼륨 5.0중량%를 함유한 30℃의 수용액에서 20초간 보색 처리를 행했다. 처리하여 얻어진 필름을 즉시 70℃에서 9분간 건조 처리를 행하여 편광 소자층을 얻었다. 편광 소자층을 분광 광도계를 이용하여, 절대 편광법에 의해 편광도를 측정한 결과, 편광도는 99.9%였다.
이와 같이 하여 제작한 광반사층 및 편광 소자층을 이용하는 점 이외에는, 실시예 1과 마찬가지의 조작에 의해, 광학 필름, 광학 적층체, 및 편광 선글라스를 얻었다.
[실시예 8]
실시예 2에 기재한 광반사층을 이용하는 것 이외에는, 실시예 7과 마찬가지의 조작에 의해 광학 필름, 광학 적층체, 및 편광 선글라스를 얻었다.
[실시예 9]
실시예 3에 기재한 광반사층을 이용하는 것 이외에는, 실시예 7과 마찬가지의 조작에 의해 광학 필름, 광학 적층체, 및 편광 선글라스를 얻었다.
[실시예 10]
실시예 5에 기재한 광반사층을 이용하는 것 이외에는, 실시예 7과 마찬가지의 조작에 의해 광학 필름, 광학 적층체, 및 편광 선글라스를 얻었다.
[실시예 11]
실시예 6에 기재한 광반사층을 이용하는 것 이외에는, 실시예 7과 마찬가지의 조작에 의해 광학 필름, 광학 적층체, 및 편광 선글라스를 얻었다.
[실시예 12]
<광반사층의 제작>
조제한 도포액(R6)을 이용하여, 이하의 수순으로 1층의 광반사층을 제작했다. 플라스틱 기판으로서는, 도요방적제 PET 필름(하도층 없음)을 사용했다. (1) 도포액을, 와이어 바를 이용하여, 건조 후의 막의 두께가 1.0μm가 되도록, PET 필름 상에 실온에서 도포했다. (2) 150℃에서 5분간 가열하여 용제의 제거와 함께 콜레스테릭 액정상으로 했다. 이어서, 고압 수은 램프(핸슨도시바라이팅사제)를 120W 출력, 5∼10초간 UV 조사하고, 콜레스테릭 액정상을 고정하여, 콜레스테릭 액정층(R6)을 얻었다. (3) PET 필름을 박리하여, 콜레스테릭 액정층(R6)으로 이루어지는 광반사층을 얻었다. 콜레스테릭 액정층(R6)의 중심 반사 파장은 605nm였다.
이렇게 하여 얻어진 광반사층을 이용하는 것 이외에는, 실시예 7과 마찬가지의 조작에 의해, 광학 필름, 광학 적층체, 및 편광 선글라스를 얻었다.
[비교예 1]
실시예 1에 기재된 콜레스테릭 액정층(R) 및 (L)의 막 두께가 각각 2.0μm가 되도록 도포한 것 이외에는, 실시예 7과 마찬가지의 조작으로, 광학 필름, 광학 적층체, 및 편광 선글라스를 얻었다.
[비교예 2]
실시예 2에 기재된 콜레스테릭 액정층(R) 및 (L)의 막 두께가 각각 1.8μm가 되도록 도포한 것 이외에는, 실시예 7과 마찬가지의 조작으로, 광학 필름, 광학 적층체, 및 편광 선글라스를 얻었다.
[비교예 3]
실시예 4에 기재된 광반사층을 이용한 것 이외에는, 실시예 7과 마찬가지의 조작으로, 광학 필름, 광학 적층체, 및 편광 선글라스를 얻었다.
[비교예 4]
실시예 5에 기재된 콜레스테릭 액정층(R) 및 (L)의 막 두께가 각각 1.8μm가 되도록 도포한 것 이외에는, 실시예 7과 마찬가지의 조작으로, 광학 필름, 광학 적층체, 및 편광 선글라스를 얻었다.
[비교예 5]
실시예 6에 기재된 콜레스테릭 액정층(R) 및 (L)의 막 두께가 각각 1.8μm가 되도록 도포한 것 이외에는, 실시예 7과 마찬가지의 조작으로, 광학 필름, 광학 적층체, 및 편광 선글라스를 얻었다.
〔특성의 평가〕
<광반사층의 중심 반사 파장 및 최소 투과율>
얻어진 광반사층을 시마즈제작소제 분광 광도계 UV-3600을 이용하여 투과율을 측정했다. 광원은 C 광원을 이용했다. 얻어진 광반사층의 반사 영역인 분광 투과율의 단파장 측 및 장파장 측의 투과율 75%인 각각의 파장의 중간치를 중심 반사 파장[nm]으로 했다.
또한, 중심 반사 파장 영역에 있어서의 투과율의 최소치, 즉 반사 영역 내에 있어서의 투과율의 최소치를 최소 투과율[%]로 했다.
<편광 소자층과 광반사층의 투과율의 곱>
얻어진 편광 소자층을 시마즈제작소제 분광 광도계 UV-3600을 이용하여 투과율을 측정했다. 광원은 C 광원을 이용했다. 광반사층의 중심 반사 파장에 있어서의 광반사층의 최소 투과율과 편광 소자층의 투과율의 곱으로부터 T0(%)를 산출했다. 해당 광반사층의 중심 반사 파장 영역에 있어서의 해당 광반사층의 투과율과 해당 편광 소자층의 투과율의 곱의 평균치를 (T1%)로 하고, 가시광역 400∼750nm에 있어서의 해당 중심 반사 파장 영역을 제외한 파장 영역의 해당 광반사층의 투과율과 해당 편광 소자층의 투과율의 곱의 평균치를 (T2%)로 했다.
또한, 실시예 6에 있어서 얻어진 광반사층, 편광 소자층, 및 광학 적층체에 대하여, 시마즈제작소제 분광 광도계 UV-3600(C 광원)을 이용하여 투과율을 측정했다. 결과는 도 2에 나타낸다.
<광학 필름의 편광도>
얻어진 광학 필름을 시마즈제작소제 분광 광도계 UV-3600을 이용하여 편광도를 측정했다. 광원은 C 광원을 이용했다. 측정 방법은 절대 편광법으로, 편광도 99.99%의 편광판을 사용했다. 편광도 99.99%의 편광판의 흡수축과 편광 선글라스의 흡수축을 평행으로 세팅하여 측정한 투과율을 Tp[%], 직교차로 세팅한 투과율을 Tc[%]로 했을 때에, 편광도={(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}×100의 계산식으로 산출했다.
<광학 필름의 가시광 평균 투과율 및 투과 색상>
얻어진 광학 필름을 시마즈제작소제 분광 광도계 UV-3600을 이용하여 투과율을 측정했다. 광원은 C 광원을 이용했다. 얻어진 투과율의 수치를 이용하여, JIS Z 8722:2009에 준하여 3자극값인 Y값을 산출하고, 해당 Y값을 가시광 평균 투과율로 했다.
상기에서 얻어진 광학 필름의 투과율을 이용하여, JIS Z 8781-4:2013에 준하여 L*a*b* 표색계에 있어서의 a*값 및 b*값의 각각을 산출했다.
<편광 선글라스의 신호 시인성 규격 적합 평가>
얻어진 편광 선글라스를 시마즈제작소제 분광 광도계 UV-3600을 이용하여 투과율을 측정했다. 광원은 C 광원 및 D65 광원을 이용했다. 얻어진 투과율을 이용하여, ISO 12312-1:2013, ANSI Z80.3:2010, 및 AS/NZS 1067:2003에 준하여, 표 1∼3 및 도 1에 기재된 신호 시인성 규격을 산출하고, 평가 결과를 하기와 같이 기재했다.
○: 전체 항목에 적합
×: 부적합한 항목 있음
실시예 1∼12, 및 비교예 1∼5에 기재된 광반사층, 광학 필름, 및 편광 선글라스를 이용하여, 특성 평가를 행한 결과를 표 6∼8에 나타낸다
Figure pct00007
Figure pct00008
Figure pct00009
이상의 결과에 나타나는 바와 같이, 실시예 1∼12와 비교예 1∼5를 비교하면, 실시예 1∼12의 편광 선글라스는, 3개의 신호 시인성 규격 모두에 적합하고 있었는 데 비해, 비교예 1∼5는 적합하고 있지 않았다. 구체적으로는, 실시예 1∼5에서는, 광반사층의 반사 영역에 한하지 않고, 투과 색상이 -5≤a*≤5 또한 -5≤b*≤5의 영역 내에 있어, 신호 시인성 규격에 적합하고 있다는 것을 알 수 있다. 또한, 실시예 6∼11에서는, 광학 필름의 투과 색상이, 광반사층의 각 반사 영역마다 설정된 투과 색상 영역 내이며, 신호 시인성 규격에 적합하고 있다는 것을 알 수 있다. 한편, 비교예 1∼5에서는 각 반사 파장 영역마다 설정된 투과 색상의 영역 외, 및 광반사층의 중심 반사 영역 내의 최소 투과율이 낮아, 신호 시인성 규격이 부적합한 것을 알 수 있다.
본 발명의 광학 필름 또는 광학 적층체를 이용함으로써, 각국에 있어서의 신호 시인성 규격에 적합한 메탈릭한 색조를 부여하면서도, 편광 성능이 우수한 편광 선글라스나 고글 헬멧의 바이저 등의 아이웨어를 제공할 수 있다.

Claims (8)

  1. 광반사층 및 편광 소자층이 적층된 광학 필름으로서, 이하의 (a) 내지 (d) 중 어느 하나 이상을 만족시키는 광학 필름.
    (a) 광반사층의 중심 반사 파장이 600nm 이상 660nm 미만이고, 광학 필름의 투과 색상이 -15≤a*≤10 또한 -20≤b*≤20의 영역 내이다.
    (b) 광반사층의 중심 반사 파장이 500nm 이상 600nm 미만이고, 광학 필름의 투과 색상이 -5≤a*≤20 또한 -20≤b*≤30의 영역 내이다.
    (c) 광반사층의 중심 반사 파장이 660nm 이상 750nm 미만이고, 광학 필름의 투과 색상이 -10≤a*≤10 또한 -5≤b*≤35의 영역 내이다.
    (d) 광반사층의 중심 반사 파장이 400nm 이상 500nm 미만이고, 또한 광반사층의 400nm 이상 500nm 미만의 최소 투과율이 15% 이상이고, 광학 필름의 투과 색상이 -15≤a*≤25 또한 -10≤b*≤40의 영역 내이다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광반사층이, 콜레스테릭 액정층을 1층 이상 포함하는 광학 필름.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 광반사층이, 우(右)감기 나선 배향을 갖는 콜레스테릭 액정층 R, 및 좌(左)감기 나선 배향을 갖는 콜레스테릭 액정층 L을 갖는 광학 필름.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 편광 소자층이, 2색성 색소를 함유하는 연신된 고분자 필름으로 이루어지는 광학 필름.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    ISO 12312-1:2013, ANSI Z80.3:2010, 및/또는 AS/NZS 1067:2003에 규정되는 교통 신호의 시인성에 관한 규격을 만족시키는 광학 필름.
  6. 제 1 지지체와 제 2 지지체 사이에 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름이 배치되어 있는 광학 적층체.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 지지체가 폴리카보네이트인 광학 적층체.
  8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름, 또는 제 6 항 혹은 제 7 항에 기재된 광학 적층체를 구비하는 아이웨어.
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