JP2010039357A - 偏光レンズ - Google Patents

Abstract

【課題】ポリカーボネート樹脂の優れた耐熱性や耐衝撃性を損なうことなく、インサートモールド射出成形で射出されるポリカーボネート樹脂と強固に溶融一体化される偏光レンズを提供すること。
【解決手段】偏光性薄膜の両面に保護シートを接着した偏光板、前記偏光板を金型内にインサートし、ポリカーボネート樹脂で一体射出成形して得られる偏光レンズであって、
前記保護シートは、ポリカーボネート樹脂（ａ）と、ジカルボン酸成分とグリコール成分とを重縮合させて得られるポリエステル樹脂（ｂ）とを含有し、前記ポリカーボネート樹脂（ａ）とポリエステル樹脂（ｂ）との重量比（ａ）／（ｂ）が６０／４０以上、８０／２０以下であり、且つ、前記ポリエステル樹脂（ｂ）中の前記グリコール成分全体に対して１，４−シクロヘキサンジメタノールが４０モル％以上含有していることを特徴とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、偏光レンズに関する。

偏光性薄膜に保護シートを積層した偏光板は、液晶表示用の他、優れた防眩性を発揮することから、例えばサングラスやゴーグル等の防眩用に用いられている。サングラスやゴーグル等に用いられるプラスチック系偏光レンズには透過率や偏光度といった光学特性の他に、耐熱性や耐衝撃性が要求されるためポリカーボネート樹脂が好んで用いられている。

ポリカーボネート樹脂を保護シートに用いた偏光板において１．５ｍｍ程度の比較的厚みのあるものは球面曲げを行い、そのまま偏光レンズに加工されている。（例えば、参考文献１参照）
この方法で作成されたポリカーボネート樹脂製偏光レンズは、ポリカーボネート樹脂の屈折率および球面曲げ後の凸面と凹面の曲率の違いにより意図しないわずかな度数が発生してしまい、サングラス用レンズとしては実用上好ましくないためレンズ形状に制約を受ける。
上記問題を解決するため、最近ではポリカーボネート樹脂製偏光板を球面成形させた後、その凹面にインサートモールド射出成形によりポリカーボネート樹脂を射出することによって凸面と凹面の曲率を光学的に制御し度数を抑制する方法が開示されている。（例えば、特許文献２参照）
しかしながら、インサートモールド射出成形において、溶融一体化される偏光性薄膜のポリカーボネート樹脂製保護シートと射出により形成されるポリカーボネート樹脂層との密着性は必ずしも満足されるものではなく、十分な密着性を発現させるためにポリカーボネート樹脂製保護シート表面に有機溶剤や酸・アルカリの洗浄剤などによる化学的表面改質あるいは紫外線処理やプラズマ処理などによる物理的表面改質を行う等の事前処理が必要となっており、作業効率が悪いため、両者の密着性の改善が望まれている。

特開平０３−０３９９０３号公報 特開平０８−０５２８１７号公報

ポリカーボネート樹脂の優れた耐熱性や耐衝撃性を損なうことなく、インサートモールド射出成形で射出されるポリカーボネート樹脂と強固に溶融一体化される偏光レンズを提供すること。

上記課題は、下記に記載の本発明により達成される。
偏光性薄膜の両面に保護シートを接着した偏光板、前記偏光板を金型内にインサートし、ポリカーボネート樹脂で一体射出成形して得られる偏光レンズであって、
前記保護シートは、ポリカーボネート樹脂（ａ）と、ジカルボン酸成分とグリコール成分とを重縮合させて得られるポリエステル樹脂（ｂ）と、を含有し、前記ポリカーボネート樹脂（ａ）とポリエステル樹脂（ｂ）との重量比（ａ）／（ｂ）が６０／４０以上、８０／２０以下であり、且つ、前記ポリエステル樹脂（ｂ）中の前記グリコール成分全体に対して１，４−シクロヘキサンジメタノールが４０モル％以上含有していることを特徴とする偏光レンズ。

本発明によれば、ポリカーボネート樹脂の優れた耐熱性や耐衝撃性を損なうことなく、インサートモールド射出成形で射出されるポリカーボネート樹脂と強固に溶融一体化される偏光レンズを提供することができる。

本発明の偏光レンズに用いられる偏光性薄膜としては、偏光機能を発揮する薄膜であれば特に限定されず、例えばポリビニルアルコール系フィルム等の高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料等を吸着させて配向せしめたものが挙げられる。上記二色性染料としては、例えばクロラチンファストレッド、コンゴーレッド、ブリリアントブルー６Ｂ、ベンゾパープリン、クロラゾールブラックＢＨ、ダイレクトブルー２Ｂ、ジアミングリーン、クリソフェノン、シリウスイエロー、ダイレクトファーストレッド、アシドブラック等が挙げられる。

偏光性薄膜の製造方法は、特に限定されないが、ヨウ素または二色性染料を溶解させた水溶液中に高分子フィルムを浸漬し、ヨウ素または二色性染料を高分子フィルムに吸着せしめた後、金属イオンやホウ酸などの添加剤を溶解した水溶液中に浸漬した状態で、ある一方向に延伸することによって製造することができる。

本発明の偏光レンズに用いられるポリカーボネート樹脂（ａ）は、公知の方法で製造したものを用いることができる。具体的には、芳香族ジヒドロキシ化合物とカーボネート前躯体とを反応せしめる公知の方法、例えば、芳香族ジヒドロキシ化合物とカーボネート前躯体（例えば、ホスゲン）を水酸化ナトリウム水溶液及び塩化メチレン溶媒の存在下に反応させる界面重合法（例えば、ホスゲン法）、芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステル（例えばジフェニルカーボネート）等を反応させるエステル交換法（溶融法）、ホスゲン法または溶融法で得られた結晶化カーボネートプレポリマーを固相重合する方法等により製造されたものを用いることができる。

上記ポリカーボネート樹脂（ａ）の分子量としては、重量平均分子量で１８０００以上、４５０００以下が好ましく、更に好ましくは２００００以上、２８０００以下である。分子量が上記下限値未満の場合、耐衝撃性が低くなり、スポーツ時などの衝撃によりレンズが割れやすくなる場合がある。一方、分子量が上記上限値を超えると、樹脂の流動性が著しく悪くなり、シーティング時の加工性が困難になる場合がある。

上記ポリエステル樹脂（ｂ）は、一般的にジカルボン酸成分とグリコール成分とを重縮合させて得られるものであるが、本発明で用いられるポリエステル樹脂は、グリコール成分としては、１，４−シクロヘキサンジメタノールを含有するものを用いる。

ジカルボン酸成分としては、テレフタル酸及びテレフタル酸誘導体からなる群より選ばれる少なくとも１種のテレフタル酸成分を主体成分とするものを用いることが好ましい。中でも、ジカルボン酸成分全体に占めるテレフタル酸成分の割合を９５モル％以上とするのがより好ましい。９５モル％未満では、衝撃強度、耐熱性、化学的耐性が低下する場合がある。例えば、ジカルボン酸成分として汎用されているイソフタル酸等を５モル％を超えて併用すると衝撃強度、耐熱性、化学的耐性が顕著に低下する。更に、ジカルボン酸成分全体に対して、テレフタル酸成分を９７モル％以上とするのが特に好ましい。こうすることで、上記特性を更に向上させることができる。上記テレフタル酸誘導体とは、例えば、テレフタル酸ジメチル、テレフタル酸ジエチル等が挙げられるが、中でもテレフタル酸ジメチルが好適である。

上記グリコール成分としては、１，４−シクロヘキサンジメタノールを４０モル％以上含有させる必要がある。グリコール成分全体に占める１，４−シクロヘキサンジメタンールの割合が４０モル％未満では、透明性が低下する上に、ポリカーボネート樹脂との相溶性も低下して衝撃強度などの機械的強度が低下する場合がある。特に、グリコール成分全体に占める１，４−シクロヘキサンジメタノールの割合は、５０モル％以上とするのが好ましく、この場合には得られるポリエステル樹脂の屈折率がポリカーボネート樹脂の屈折率に極めて近似することから優れた透明性を得ることができ、両樹脂の相溶性も非常に良好なものとなることから優れた耐衝撃性をも確保することができる。

１，４−シクロヘキサンジメタノールは、シス型とトランス型の２種の異性体が存在するが、いずれも用いることができる。１，４−シクロヘキサンジメタノールと併用されるグリコール成分としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコールなどが挙げられるが、物性バランスが良く、広く工業生産され安価であることから、エチレングリコールが特に好適である。もちろん、グリコール成分として、１，４−シクロヘキサンジメタノールを１００％使用するものとしても良い。

ポリカーボネート樹脂（ａ）とポリエステル樹脂（ｂ）との重量比（ａ）／（ｂ）は、６０／４０以上、８０／２０以下の範囲とする必要がある。ポリカーボネート樹脂（ａ）の重量比が上記上限値を超えると、インサートモールド射出成形法にて射出されるポリカーボネート樹脂との密着性が十分に発現できない場合がある。それに対し、ポリカーボネート樹脂（ａ）の重量比を下げることにより、射出されるポリカーボネート樹脂の熱で保護シートの表面をわずかに溶融させる効果により、保護シートと射出されるポリカーボネート樹脂との界面が強固に一体化させることが可能となる。しかしながら、ポリカーボネート樹脂（ａ）の重量比が上記下限値未満の場合、射出されるポリカーボネート樹脂との密着は良好であるが、例えば夏場の長時間の車内放置でレンズが変形してしまうといった、実用上に必要な偏光レンズの耐熱性が損なわれるため不適切である。

ポリカーボネート樹脂（ａ）と、ポリエステル樹脂（ｂ）の混合方法としては、例えば、タンブラー、Ｖ型ブレンダー、スーパーミキサー、ナウターミキサー、バンバリーミキサー、混練ロール、押出機等で混合する方法などがあるが、これらは特に限定されるものではなく、通常用いられるポリマーの混合方法であればどのような方法を用いてもよい。

本発明の偏光レンズに用いられる保護シートは、上記ポリカーボネート樹脂（ａ）とポリエステル系樹脂（ｂ）との混合樹脂組成物を所定の割合にて混合後、成形される。成形法としては、例えば押出成形、カレンダー成形、キャスト成形などのプラスチック加工技術において周知の成形法を用いることができるが、偏光性薄膜との積層後の干渉縞防止のためにリタデーション値を少なくとも２０００ｎｍ以上に一軸延伸することが好ましい。

なお、上記保護シートには、上記のポリカーボネート樹脂（ａ）およびポリエステル樹脂（ｂ）に加えて、着色剤、離型剤、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、蛍光増白剤、エステル交換防止剤、帯電防止剤等の各種添加剤を適宜配合しても良い。

本発明の偏光レンズに用いられる偏光板は、上記のように製造された偏光性薄膜、あるいは保護シートに接着剤を塗布後、偏光性薄膜と保護シートとを貼り合わせ、圧着することにより製造することができる。

ここで用いられる接着剤としては、例えばアクリル系接着剤、エポキシ系接着剤、ポリウレタン系接着剤、オレフィン系接着剤などが挙げられるが、偏光性薄膜と保護層とを十分に接着することができて、光学性透視感に優れ、経時的に黄変することがなく、熱成形時に剥離やクラック、白化などの不具合が起こらなければいかなるものでも良い。

このようにして得られた偏光板は、通常、真空成形やプレス成形などにより球面等の曲面形状に成形することができる。この際の成形温度は１００℃以上、１４０℃以下の範囲が好ましい。曲面加工を施された偏光板の凹側に、インサートモールド射出成形法によりポリカーボネート樹脂を射出することにより本発明の偏光レンズを得ることができる。

インサートモールド射出成形条件としては、ポリカーボネート樹脂の分子量、添加剤などにより一概には規定できないが、金型表面温度は８０℃以上、１４０℃以下が好ましく、また、この時の樹脂温度は２５０℃以上、３３０℃以下とすることが好ましい。金型表面温度が上記下限値未満の場合には、樹脂の流動性と射出型の鏡面転写性が共に悪く、射出成形時に応力歪みが残って、メガネレンズの残留歪みが大きくなる場合がある。金型表面温度が上記上限値を超える場合、離型時に変形する場合がある。また、樹脂温度が上記下限値未満の場合、樹脂の流動性が乏しく残留歪みが大きくなることや、成形機に過大な負荷がかかるだけでなく、インサートされた偏光板との密着性も十分に得られない可能性がある。樹脂温度が上記上限値を超える場合、樹脂の分解が起こりやすく、メガネレンズの強度低下、黄変の原因となるため場合がある。

射出に用いるポリカーボネート樹脂は重量平均分子量が２５０００以下、１８０００以上であることが好ましい。分子量が上記上限値を超える場合は樹脂の流動性が乏しいため残留歪みや射出型の鏡面転写性に劣る場合があり、また上記下限値未満であると耐衝撃性に劣る場合がある。

レンズの光学特性を確保するために、所望のレンズ形状に制御し、さらに残留歪みの原因となる内部応力をできるだけ小さくする必要がある。成形サイクルとの兼ね合いもあるが、金型温度をなるべく高くし、冷却時間を長めにとって成形することが好ましい。金型温度がガラス転移温度に近づくと、成形収縮率が小さくなり、金型からの離型性が悪くなる場合がある。このような場合には、先に述べた離型剤を配合することが好ましい。

レンズ形状については、例えば、プラノレンズ、フィニッシュレンズ、セミフィニッシュレンズ、多焦点レンズ、累進焦点レンズ、非球面レンズなどが挙げられ、これらは所望の形状を有した金型を用いて作製することができる。

偏光レンズの厚みは実用上の観点から１．２ｍｍ以上、２．５ｍｍ以下の範囲が好ましく、インサートモールド射出成形での偏光性薄膜に対する熱のダメージから、少なくとも射出成形される側の保護シート厚みは０.１５ｍｍ以上であることが好ましい。また、インサートモールド射出成形の作業性、射出樹脂層の形状付与の安定性の観点から偏光板の総厚みは作成するレンズ厚みの約１／２以下にすることが好ましい。

なお、本発明のメガネレンズは、用途によりその表面に、ハードコート、防曇コート、反射防止コートなどの各種公知の表面処理、及び着色のための染色処理を適時実施しても良い。

次に、本発明の具体的な実施例及び比較例について説明する。

＜偏光性薄膜の作成＞
ポリビニルアルコールフィルム（商品名：「クラレビニロン＃７５００」、クラレ社製）を、２色性染料を溶解させた水溶液（ブリリアントブルー６Ｂの濃度が０．４ｇ／Ｌ、ベンゾパープリンの濃度が０．２ｇ／Ｌ、クロラゾールブラックＢＨの濃度が０．１ｇ／Ｌ）中、４０℃条件で１０分間染色した。この染色フィルムを酢酸ニッケル４水塩（０．４ｇ／Ｌ）とホウ酸（４０ｇ／Ｌ）を溶解せしめた水溶液中に４０℃で２０分間浸漬した後、この溶液中で１軸方向に約４倍延伸し、次いで水洗、乾燥を行って、透過率３０％、偏光度９９％の偏光性薄膜を得た。

＜実施例１＞
ポリカーボネート樹脂（ａ）としてユーピロンＥ−２０００ＦＮ（三菱エンジニアプラスチック社製）８０重量部、ポリエステル樹脂（ｂ）としてスカイグリーンＪ−２００３（ＳＫケミカル社製）２０重量部をミキサーで混合し、ベント式単軸押出機により得られた０．６ｍｍのシートを１．６倍に一軸延伸して０．４ｍｍの保護シートを得た。
得られた保護シートを偏光性薄膜の両面に一液型湿気硬化型ポリウレタン系接着剤で貼り合わせ０．８５ｍｍの偏光板を得た。
得られた偏光板を直径７ｃｍの円形に打ち抜いた後、７０℃にて１２時間予備乾燥し、レマ成形機（真空成形機）ＣＲ−３２型にて１３０℃雰囲気下で、６カーブの球面型に吸引させ４分間保つことによって予備賦形させたのち、同様の方法で８カーブの球面型に１３０℃雰囲気下で吸引させ４分間保つことによって球面形状を賦形させ球面偏光レンズを得た。
上記、球面偏光レンズを、８カーブのレンズ金型を取り付けた射出成形機に挿入し、その凹面側にポリカーボネート樹脂としてユーピロンＨ−３０００Ｎ（三菱エンンジニアプラスチック社製）を用いて、金型温度１００℃、射出樹脂温度２８０℃の条件で射出一体化し厚さ約２．０mmの偏光レンズを得た。

＜実施例２＞
ポリカーボネート樹脂（ａ）とポリエステル樹脂（ｂ）の混合割合を６０／４０とし、１２０℃雰囲気下で６カーブの予備賦形および８カーブの賦形を各４分間行ったこと以外は実施例１と同様にして偏光レンズを得た。

＜実施例３＞
ポリカーボネート樹脂（ａ）とポリエステル樹脂（ｂ）の混合割合を７０／３０とし、１２５℃雰囲気下で６カーブの予備賦形および８カーブの賦形を各４分間行ったこと以外は実施例１と同様にして偏光レンズを得た。

＜実施例４＞
一軸延伸した後に得られる保護シート厚みを０．１５ｍｍとしたこと以外は実施例１と同様にして偏光レンズを得た。

＜比較例１＞
ポリエステル樹脂（ｂ）を用いず、ポリカーボネート樹脂（ａ）としてユーピロンＥ−２０００ＦＮ（三菱エンジニアプラスチック社製）を用い、ベント式単軸押出機により得られた０．６ｍｍのシートを１．６倍に一軸延伸して０．４ｍｍの保護シートを得た。
得られた保護シートを偏光性薄膜の両面に一液型湿気硬化型ポリウレタン系接着剤で貼り合わせ０．８５ｍｍの偏光板を得た。
得られた偏光板を直径７ｃｍの円形に打ち抜いた後、７０℃にて１２時間予備乾燥し、レマ成形機（真空成形機）ＣＲ−３２型にて１５０℃雰囲気下で、６カーブの球面型に吸引させ４分間保つことによって予備賦形させたのち、同様の方法で８カーブの球面型に１５０℃雰囲気下で吸引させ４分間保つことによって球面形状を賦形させ球面偏光レンズを得た。
上記、球面偏光レンズを、８カーブのレンズ金型を取り付けた射出成形機に挿入し、その凹面側にポリカーボネート樹脂としてユーピロンＨ−３０００Ｎ（三菱エンンジニアプラスチック社製）を用いて、金型温度１００℃、射出樹脂温度２８０℃の条件で射出一体化し厚さ約２．０ｍｍの偏光レンズを得た。

＜比較例２＞
ポリカーボネート樹脂（ａ）としてユーピロンＥ−２０００ＦＮ（三菱エンジニアプラスチック社製）を９０重量部、ポリエステル樹脂（ｂ）としてスカイグリーンＪ−２００３（ＳＫケミカル社製）を１０重量部ミキサーで混合したことと、１５０℃雰囲気下で６カーブの予備賦形および８カーブの賦形を各４分間行ったこと以外は比較例１と同様にして偏光レンズを得た。

＜比較例３＞
ポリカーボネート樹脂（ａ）とポリエステル樹脂（ｂ）の混合割合を５０／５０とし、１１５℃雰囲気下で６カーブの予備賦形および８カーブの賦形を各４分間行ったこと以外は比較例２と同様にして偏光レンズを得た。

上記のようにして製作あるいは用意された偏光レンズについて、次の評価を行った。結果を表１に示す。

＜射出樹脂との密着性＞
インサートモールド射出成形された偏光レンズの端をペンチで挟み、角度約９０°に往復折り曲げた後、保護シートであるポリカーボネート／ポリエステル混合樹脂シートと射出成形されたポリカーボネート樹脂層との界面を観察し、浮きや剥離が発生する回数を測定した。

＜レンズ耐熱性＞
インサートモールド射出成形された偏光レンズを１００℃の熱風循環オーブンに３００時間放置後にレンズカーブを測定し、初期との差が０．５カーブ未満をＡ、０．５カーブ以上をＢとした。

＜レンズ耐衝撃性＞
インサートモールド射出成形された偏光レンズを先端０．５インチＲの撃芯の下にレンズを置き、５ｋｇの錘を１５０ｃｍの高さから撃芯の上へ落下させ、レンズに割れやクラックが発生しない場合をＡ 、レンズに割れやクラックが発生する場合をＢとした。

実施例１〜４に示されるように、所定の樹脂組成の保護シートを用いた本発明の偏光レンズは、耐熱性、耐衝撃性に優れ、ポリカーボネートと射出一体化させる際に、射出面への表面処理を施さずともその界面における優れた密着性を有していた。
それに対し、本発明の構成から外れる樹脂組成の保護シートを用いた比較例１、２においては、レンズの耐衝撃性は良好なものの、射出樹脂との密着性においては劣るものであった。また、ポリエステル樹脂（ｂ）の含有量が高い比較例３は射出樹脂との密着性は良好なものの耐熱性に劣るものであった。

Claims (1)

1. 偏光性薄膜の両面に保護シートを接着した偏光板、前記偏光板を金型内にインサートし、ポリカーボネート樹脂で一体射出成形して得られる偏光レンズであって、
   前記保護シートは、ポリカーボネート樹脂（ａ）と、ジカルボン酸成分とグリコール成分とを重縮合させて得られるポリエステル樹脂（ｂ）と、を含有し、前記ポリカーボネート樹脂（ａ）とポリエステル樹脂（ｂ）との重量比（ａ）／（ｂ）が６０／４０以上、８０／２０以下であり、且つ、前記ポリエステル樹脂（ｂ）中の前記グリコール成分全体に対して１，４−シクロヘキサンジメタノールが４０モル％以上含有していることを特徴とする偏光レンズ。