JP2012196933A - 眼鏡用プラスチックレンズの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】重合剥がれのない眼鏡用プラスチックレンズの製造方法を提供する。
【解決手段】眼鏡用プラスチックレンズの製造方法は、所定の間隔で対向配置した２個の成形型１１，１２の側面に粘着テープ１３を巻いてこれらの成形型１１，１２を粘着テープ１３で固定し、２個の成形型１１，１２と粘着テープ１３で囲まれたレンズを成形するキャビティー１４を形成する成形型組立工程と、キャビティー１４に原料組成物２０を注入する注入工程と、原料組成物２０を硬化させてプラスチックレンズ３０を得る硬化工程とを有する眼鏡用プラスチックレンズの製造方法であって、粘着テープ１３のＪＩＳ Ｚ０２３７に準じた保持力は、１０ｍｍ以上又は落下であり、硬化工程において、２個の成形型１１，１２のいずれか一方又は両方が、成形型組立工程で固定した位置から粘着テープ１３の内面を移動して互いの間隔を狭める。
【選択図】図１

Description

本発明は、眼鏡用プラスチックレンズの製造方法に関するものである。

光学性能に優れたプラスチックレンズを製造する場合、通常は注型重合法が用いられる。注型重合法として成形型間の隙間を粘着テープで封止するテープモールド法が知られている（例えば、特許文献１参照）。このテープモールド法について、図３を参照して説明する。

図３（Ａ）に示すように、成形型組立工程で、レンズ注型重合型３００を組み立てる。所定の間隔で対向配置した２個のガラス製成形型３０１，３０２の側面に粘着テープ３０３を１周より少し多く巻いて成形型３０１，３０２間の隙間を粘着テープ３０３で封止する。これによって、これらの成形型３０１，３０２を粘着テープ３０３で相互の位置を固定すると共に、２個の成形型３０１，３０２と粘着テープ３０３とで囲まれたレンズを成形するキャビティー３０４を有するレンズ注型重合型３００を作製する。

次に、図３（Ｂ）に示すように、注入工程で、粘着テープ３０３をキャビティー３０４に注入できる隙間が空くまで引き剥がし、この隙間からキャビティー３０４中に原料組成物３１０を注入し、再び粘着テープ３０３で隙間を封止する。

次に、図３（Ｃ）に示すように、キャビティー３０４中の原料組成物３１０を紫外線又は熱により重合硬化させてプラスチックレンズ３１１を得る。

その後、粘着テープ３０３を剥がし、成形型３０１，３０２をプラスチックレンズ３１１から分離して、所定のプラスチックレンズ３１１を取り出すことができる。

ところが、重合硬化に際して原料組成物３１０は体積が収縮する。特に、近年の高屈折率用の原料組成物は、重合収縮率が大きい。そのため、成形型３０１，３０２の間隔が狭くなろうとする力が粘着テープ３０３に伝わり、粘着テープ３０３はキャビティー３０４の厚み方向に押しつぶされ、図３（Ｃ）に示されるように、重合収縮を吸収していた。

特開平１１−９９５２７号公報

しかしながら、特許文献１の注型重合法でのプラスチックレンズ成形では、原料組成物３１０の種類や、成形型３０１，３０２の種類や形状によって、重合収縮を粘着テープ３０６が吸収しきれずに成形型３０１，３０２からプラスチックレンズ（原料組成物３１０）３１１が剥離して正しく転写されない虞があった（以下、この現象を重合剥がれといい、図３（Ｃ）の符号４０に示す。）。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］所定の間隔で対向配置した２個の成形型の側面に粘着テープを巻いてこれらの成形型を前記粘着テープで固定し、前記２個の成形型と前記粘着テープで囲まれたレンズを成形するキャビティーを形成する成形型組立工程と、前記キャビティーに原料組成物を注入する注入工程と、前記原料組成物を硬化させてプラスチックレンズを得る硬化工程とを有する眼鏡用プラスチックレンズの製造方法であって、前記粘着テープのＪＩＳ Ｚ０２３７に準じた保持力は、１０ｍｍ以上又は落下であり、前記硬化工程において、前記２個の成形型のいずれか一方又は両方が、前記成形型組立工程で固定した位置から前記粘着テープの内面を移動して互いの間隔を狭めることを特徴とする眼鏡用プラスチックレンズの製造方法。

これによれば、粘着テープのＪＩＳ Ｚ０２３７に準じた保持力を１０ｍｍ以上又は落下とすることで、硬化工程において成形型が粘着テープによって固定されることなく、重合収縮の応力が成形型と粘着テープとの粘着力に勝って成形型が粘着テープ内面をずれて移動させることが可能なため、原料組成物が成形型から剥離することなく収縮を吸収する。これにより重合剥がれが抑制された眼鏡用プラスチックレンズを製造することができる。

［適用例２］上記眼鏡用プラスチックレンズの製造方法であって、前記成形型の移動量が、前記原料組成物の重合収縮量とほぼ等しいことを特徴とする眼鏡用プラスチックレンズの製造方法。

これによれば、原料組成物の容積収縮を成形型の移動によって吸収し、粘着テープが変形することを防止することができる。

［適用例３］上記眼鏡用プラスチックレンズの製造方法であって、前記粘着テープは、試験温度が１２０℃で試験時間を３０分としたときのＪＩＳ Ｚ０２３７に準じた保持力を有していることを特徴とする眼鏡用プラスチックレンズの製造方法。

これによれば、粘着テープの保持力を容易に制御することができる。

本実施形態に係るプラスチックレンズの製造方法の工程を示す図。 本実施形態に係るプラスチックレンズを成形し、重合剥がれの発生した割合を示す表。 従来のプラスチックレンズの製造方法の工程を示す図。

以下、本実施形態に係る眼鏡用プラスチックレンズ（プラスチックレンズ）の製造方法について説明する。実施例及び比較例は以下の通りである。

本実施形態に係るプラスチックレンズの製造方法は、成形型組立工程と、注入工程と、硬化工程と、を有する。成形型組立工程では、所定の間隔で対向配置した２個の成形型の側面に粘着テープを巻いてこれらの成形型を粘着テープで固定し、２個の成形型と粘着テープで囲まれたレンズを成形するキャビティーを形成する。注入工程では、キャビティーに原料組成物を注入する。硬化工程では、原料組成物を硬化させてプラスチックレンズを得る。

本実施形態に係るプラスチックレンズの製造方法は、上述したように、テープモールド法において、硬化工程で成形型が粘着テープ内面を移動して互いの間隔を狭めることにより、重合剥がれの発生が抑制されたプラスチックレンズを製造することができる。

成形型が粘着テープ内面を移動するようにするには、粘着テープの保持力を制御することで可能となる。

即ち、粘着テープとして、レンズ注型重合型を組み立てるときには成形型をしっかりと固定できる保持力を有し、重合工程での原料組成物の単位時間当たりの重合収縮量が最大時の温度では成形型が原料組成物の収縮の応力で粘着テープから剥離する程度の保持力であることが好ましい。

また、原料組成物の単位時間当たりの重合収縮量が最大時の温度において、粘着テープのＪＩＳ Ｚ０２３７に準じた保持力が、１０ｍｍ以上又は落下であることが好ましい。常温での保持力がこれより低いと、成形型と粘着テープに囲まれて形成されたキャビティーの形状が原料組成物を注入する前に変化して、重合硬化し成形されたプラスチックレンズの厚さや光学中心の位置が狙いからずれてしまう場合がある。保持力が大きいと、原料組成物が重合収縮しているときに、成形型が粘着テープの内面を移動することが困難になり、重合剥がれの発生を抑制できない場合がある。

保持力の測定条件はＪＩＳ−Ｚ−０２３７に準じているが、外気温は１２０℃とし試験時間は３０分とする。
なお、ＪＩＳ Ｚ０２３７の粘着テープの保持力の試験方法は、２３±２℃、相対湿度は６５±５％の試験場所が指定されている。粘着テープ試料から幅２５ｍｍ、長さ約１５０ｍｍの試験片を３枚取り、清浄にした試験板の一端に２５×２５ｍｍの面積が接するように貼り付け、試験板の一端を留め金で止め、試験片が鉛直に垂れ下がるようにし、試験片に所定の重さのおもりを取付け、規定された時間だけ荷重をかけ、０．１ｍｍ単位でずれた距離を測るか、テープが試験板から落下する時間を測る。したがって、保持力の単位はｍｍ又は時間である。本明細書においては、試験片に取り付けるおもりの重量は１ｋｇとしている。

単位時間当たりの収縮量が最大時の温度における保持力の測定は、ＪＩＳ Ｚ ０２３７規格に準じて、試料の前処理と試験片の採取と試験片の貼付け及び試験片の圧着までは規定通りの２３±２℃で行い、試験片の試験温度への放置以降試験終了までは任意の温度で試験を実施する。なお、保持力の試験における落下時間の測定は１４４０分まで実施し、これまでに落下しない場合は、測定を打ち切って保持力を１４４０分超と表現する。

原料組成物の単位時間当たりの重合収縮量が最大時の温度は、プラスチック原料の成分やその組成比率、触媒の種類及び量、加熱温度パターン又は紫外線照射の波長や強さによって大きく異なる。

このような粘着テープを用いるテープモールド法によるプラスチックレンズの製造方法について説明する。
図１は、本実施形態に係るプラスチックレンズの製造方法の工程を示す図である。図２は、本実施形態に係るプラスチックレンズを成形し、重合剥がれ４０（図３（Ｃ）参照）の発生した割合を示す表である。なお、得られるプラスチックレンズには、両面が成形型で転写され、両面が成形型の転写で最終の光学面に形成されたフィニッシュレンズと、片面が最終の光学面に成形型で転写され、反対面がその後の研磨等により形状が作られるやや厚手のセミフィニッシュレンズとがある。

まず、図１（Ａ）に示すように、成形型組立工程でレンズ注型重合型１０を作製する。例えばガラス製の凸面形成用の成形型１１、凹面形成用の成形型１２を準備する。これらの成形型１１，１２の外径は、プラスチックレンズの仕上がり外径寸法と同じでよい。これらの成形型１１，１２を所定の間隙をもって対向させた状態で、これらの成形型１１，１２の側面に粘着テープ１３を１周より少し多く巻付け、これらの成形型１１，１２を粘着テープ１３で固定すると共に、成形型１１，１２間の間隙を閉塞して２個の成形型１１，１２と粘着テープ１３で囲まれたレンズを成形するキャビティー１４を形成する。

次に、図１（Ｂ）に示すように、注入工程で、粘着テープ１３をキャビティー１４に注入できる隙間が空くまで引き剥がし、この隙間からキャビティー１４中に原料組成物２０を注入し、再び粘着テープ１３で隙間を封止する。

原料組成物２０としては、特に制限されず、例えばジエチレングリコールビスアリルカーボネート（ＣＲ−３９）を挙げることができる。特に近年の高屈折率用のものは重合収縮率が大きく、しかも高価であるため、本実施形態のプラスチックレンズの製造方法による原料組成物の節減の効果が大きい。高屈折率用の原料組成物としては、２個以上のイソシアナート基を有するポリイソシアナートと２個以上の活性水素を有する化合物とを主成分とする重合性モノマーを主成分とするものを例示することができる。

次に、図１（Ｃ）に示すように、キャビティー１４中の原料組成物２０を硬化させる硬化工程を行う。熱硬化型の原料組成物２０は、例えば図２に示したような樹脂組成物Ａ及びＢを得るような加熱温度パターンで加熱する。原料組成物２０は加熱により重合し、重合収縮が生じる。

粘着テープ１３の保持力や粘着力が制御できている結果、キャビティー１４の中の原料組成物２０の重合収縮に伴う応力と自重で主として上側の成形型１１が、成形型組立工程で固定した位置（図１（Ｃ）の破線で示す）から粘着テープ１３内面を摺動して降下し、下側の成形型に接近する。このときの成形型の移動量は、原料組成物２０の重合収縮量にほぼ等しくなる。

これにより、原料組成物２０の容積収縮を成形型１１，１２の移動によって吸収し、重合剥がれの発生が抑制することができる。

（実施例１）
本実施例で使用した粘着テープ１３は、テープ基材が幅２５ｍｍ、厚さ３８μｍのポリエチレンテレフタラート製である。また、１ｋｇのおもりを用いた保持力は、落下までの時間が５分であった。

ガラス製成形型としては外径７５ｍｍの（−）１０．００ジオプトリのレンズを作製するために成形型１１，１２を各々専用に設計したガラス製成形型を用意した。このとき、出来上がるプラスチックレンズ３０の中心厚さが１０ｍｍ、内部容量が約４０ｍｌになるような成形型１１，１２を使用した。

本実施例では、プラスチックレンズ原料として、硫黄を１９．１重量部、ビス（β−エピチオプロピル）スルフィドを８０．９重量部混合攪拌した。その時の調合タンク内温度を６５℃として混合攪拌を行った。

次いで、２−メルカプト−１−メチルイミダゾール１．９ｇを加え、硫化水素ガスを１気圧となるように導入し、６０℃で反応を行ったところ、約１時間で狙いとなる屈折率（２０℃）１．６７９に到達した。調合工程におけるプラスチックレンズ原料液の屈折率評価は、アタゴ社のアッベ屈折率計を用いてｄ線（波長５８９ｎｍ）で測定した。

その後、得られた樹脂用組成物を２０℃に冷却した。そこへ、ベンジルメルカプタンを５．０重量部、トリエチルベンジルアンモニウムクロライドを０．０３重量部、ジｎ−ブチルスズジクロライド０．２重量部を加えよく混合し均一とした溶液を加えて均一な樹脂用組成物とした。得られた樹脂用組成物を、１０ｔｏｒｒ、１０分間、２０℃の条件下で脱気処理し樹脂用組成物Ａとした。

次に、一対の成形型１１，１２を必要な間隔をとって保持し、成形型１１，１２の側面に用意した粘着テープ１３を一周より少し多く巻き付けた。その後、粘着テープ１３をキャビティー１４に注入できる隙間が空くまで引きはがし、この隙間からキャビティー１４中に調製した樹脂組成物Ａの原料組成物２０を注入した。

この原料組成物２０を、３０℃から１００℃まで２０時間かけて昇温する加熱炉中で重合を行い、室温まで放冷した後、成形型１１，１２と粘着テープ１３とを除去しプラスチックレンズ３０を得た。

原料組成物２０の初期中心厚は９．８９ｍｍ、得られた硬化後のプラスチックレンズ３０の中心厚は８．９９ｍｍであった。なお、初期中心厚は、原料組成物２０をキャビティー１４中に注入直後の樹脂組成厚さとし、硬化後中心厚は重合硬化後のプラスチックレンズ３０の中心厚さとする。

本実施例では、図２に示すように、４０枚のプラスチックレンズ３０を成形し、重合剥がれ４０の発生率は４０枚中０枚であった。なお、重合剥がれ４０の発生の基準は、プラスチックレンズ３０の凸面又は凹面に剥離跡がプラスチックレンズ３０の凸面又は凹面の表面積の１／３０以上あった場合を重合剥がれ４０が発生したとした。

（実施例２）
本実施例で使用した粘着テープ１３は、テープ基材が幅２５ｍｍ、厚さ３８μｍのポリエチレンテレフタレート製である。また、１ｋｇのおもりを用いた保持力は、落下までの時間が２０分であった。

本実施例では、粘着テープ１３が異なる以外は、実施例１と同じ成形型１１，１２、原料組成物２０を用い、同じ重合条件でプラスチックレンズ３０を成形した。

原料組成物２０の初期中心厚は９．７９ｍｍ、得られた硬化後のプラスチックレンズ３０の中心厚は８．９１ｍｍであった。

本実施例では、図２に示すように、４０枚のプラスチックレンズ３０を成形し、重合剥がれ４０の発生率は４０枚中０枚であった。

（実施例３）
本実施例で使用した粘着テープ１３は、テープ基材が幅２５ｍｍ、厚さ３８μｍのポリエチレンテレフタレート製である。また、１ｋｇのおもりを用いた保持力は、ずれ量が１０ｍｍであった。

本実施例では、粘着テープ１３が異なる以外は、実施例１と同じ成形型１１，１２、原料組成物２０を用い、同じ重合条件でプラスチックレンズ３０を成形した。

原料組成物２０の初期中心厚は９．６８ｍｍ、得られた硬化後のプラスチックレンズ３０の中心厚は８．８６ｍｍであった。

本実施例では、図２に示すように、４０枚のプラスチックレンズ３０を成形し、重合剥がれ４０の発生率は４０枚中５枚であった。

（実施例４）
本実施例で使用したプラスチックレンズ原料としては、ｍ−キシレンジイソシアネートを５０．６重量部、４，８−ジメルカプトメチル−１，１１−ジメルカプト−３，６，９−トリチアウンデカンあるいは４，７−ジメルカプトメチル−１，１１−ジメルカプト−３，６，９−トリチアウンデカンあるいは５，７−ジメルカプトメチル−１，１１−ジメルカプト−３，６，９−トリチアウンデカンのいずれか一種の中から選ばれる化合物を４９．４重量部、紫外線吸収剤として商標名「ＳＥＥＳＯＲＢ７０１」（シプロ化成工業製）を１．２重量部、内部離型剤として商標名「ＭＲ用内部離型剤」（三井化学社製）を０．１重量部添加し、混合した後、十分に撹拌して、完全に分散又は溶解させたプラスチックレンズ原料中に、触媒としてジブチル錫ジクロライドを１００ｐｐｍ添加し、室温で十分に撹拌して均一な樹脂用組成物とした。

次いでこの樹脂用組成物を５ｍｍＨｇに減圧して攪拌しながら３０分脱気を行い樹脂用組成物Ｂとした。

本実施例では、樹脂用組成物Ｂの原料組成物２０が異なる以外は、実施例１と同じ成形型１１，１２、粘着テープ１３を用いレンズ注型重合型１０とし、この原料組成物２０をキャビティー１４に注入した。

この原料組成物２０を、３０℃から１２０℃まで２４時間かけて昇温する加熱炉中で重合を行い、室温まで放冷した後、成形型１１，１２と粘着テープ１３とを除去しプラスチックレンズ３０を得た。

原料組成物２０の初期中心厚は９．８３ｍｍ、得られた硬化後のプラスチックレンズ３０の中心厚は９．０７ｍｍであった。

本実施例では、図２に示すように、４０枚のプラスチックレンズ３０を成形し、重合剥がれ４０の発生率は４０枚中０枚であった。

（実施例５）
実施例４と同様に原料組成物２０の調合を行い、その原料組成物２０を、実施例２と同じ成形型１１，１２、粘着テープ１３を用いレンズ注型重合型１０とし、この原料組成物２０をキャビティー１４に注入し、それ以降は実施例４と同様にしてプラスチックレンズ３０を成形した。

原料組成物２０の初期中心厚は９．９１ｍｍ、得られた硬化後のプラスチックレンズ３０の中心厚は９．１８ｍｍであった。

本実施例では、図２に示すように、４０枚のプラスチックレンズ３０を成形し、重合剥がれ４０の発生率は４０枚中０枚であった。

（比較例１）
本比較例で使用した粘着テープ１３は、テープ基材が幅２５ｍｍ、厚さ３８μｍのポリエチレンテレフタレート製である。また、１ｋｇのおもりを用いた保持力は、ずれ量が２．０ｍｍであった。

本比較例では、粘着テープ１３が異なる以外は、実施例１と同じ成形型１１，１２、原料組成物２０を用い、同じ重合条件でプラスチックレンズ３０を成形した。

原料組成物２０の初期中心厚は９．８６ｍｍ、得られた硬化後のプラスチックレンズの中心厚は９．０７ｍｍであった。

本比較例では、図２に示すように、４０枚のプラスチックレンズ３０を成形し、重合剥がれ４０の発生率は４０枚中２７枚であった。

（比較例２）
本比較例で使用した粘着テープ１３は、テープ基材が幅２５ｍｍ、厚さ３８μｍのポリエチレンテレフタレート製である。また、１ｋｇのおもりを用いた保持力は、ずれ量が０．１ｍｍ以下であった。

本比較例では、粘着テープ１３が異なる以外は、実施例１と同じ成形型１１，１２、原料組成物２０を用い、同じ重合条件でプラスチックレンズ３０を成形した。

原料組成物２０の初期中心厚は９．８２ｍｍ、得られた硬化後のプラスチックレンズ３０の中心厚は９．０６ｍｍであった。

本比較例では、図２に示すように、４０枚のプラスチックレンズ３０を成形し、重合剥がれ４０の発生率は４０枚中４０枚であった。

（比較例３）
本比較例で使用した粘着テープ１３は、テープ基材が幅２５ｍｍ、厚さ３８μｍのポリエチレンテレフタレート製である。また、１ｋｇのおもりを用いた保持力は、ずれ量が０．１ｍｍ以下であった。

本比較例では、粘着テープ１３が異なる以外は、実施例４と同じ成形型１１．１２、原料組成物２０を用い、同じ重合条件でプラスチックレンズ３０を成形した。

原料組成物２０の初期中心厚は９．８６ｍｍ、得られた硬化後のプラスチックレンズ３０の中心厚は９．１９ｍｍであった。

本比較例では、図２に示すように、４０枚のプラスチックレンズ３０を成形し、重合剥がれ４０の発生率は４０枚中１５枚であった。

本実施形態のプラスチックレンズ３０の製造方法によれば、粘着テープ１３のＪＩＳ Ｚ０２３７に準じた保持力を１０ｍｍ以上又は落下とすることで、硬化工程において成形型１１，１２が粘着テープ１３によって固定されることなく、重合収縮の応力が成形型１１，１２と粘着テープ１３との粘着力に勝って成形型１１，１２が粘着テープ１３内面をずれて移動させることが可能なため、原料組成物２０が成形型１１，１２から剥離することなく収縮を吸収する。これにより重合剥がれが抑制されたプラスチックレンズを製造することができる。また、原料組成物２０の節減、工程数の削減が可能になった。

１０…レンズ注型重合型 １１，１２…成形型 １３…粘着テープ １４…キャビティー ２０…原料組成物 ３０…プラスチックレンズ（眼鏡用プラスチックレンズ） ４０…重合剥がれ。

Claims (3)

1. 所定の間隔で対向配置した２個の成形型の側面に粘着テープを巻いてこれらの成形型を前記粘着テープで固定し、前記２個の成形型と前記粘着テープで囲まれたレンズを成形するキャビティーを形成する成形型組立工程と、前記キャビティーに原料組成物を注入する注入工程と、前記原料組成物を硬化させてプラスチックレンズを得る硬化工程とを有する眼鏡用プラスチックレンズの製造方法であって、
   前記粘着テープのＪＩＳ Ｚ０２３７に準じた保持力は、１０ｍｍ以上又は落下であり、
   前記硬化工程において、前記２個の成形型のいずれか一方又は両方が、前記成形型組立工程で固定した位置から前記粘着テープの内面を移動して互いの間隔を狭めることを特徴とする眼鏡用プラスチックレンズの製造方法。
2. 請求項１に記載の眼鏡用プラスチックレンズの製造方法において、
   前記成形型の移動量が、前記原料組成物の重合収縮量とほぼ等しいことを特徴とする眼鏡用プラスチックレンズの製造方法。
3. 請求項１又は２に記載の眼鏡用プラスチックレンズの製造方法において、
   前記粘着テープは、試験温度が１２０℃で試験時間を３０分としたときのＪＩＳ Ｚ０２３７に準じた保持力を有していることを特徴とする眼鏡用プラスチックレンズの製造方法。

Images