JPH07214687A - プラスチックレンズの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 注型重合後、離型した重合体の表面の凹凸
を、過大な洗浄を要さず、かつ従来より短時間で平滑化
して、容易にプラスチックレンズを製造する方法、及び
注型重合後、離型した重合体の表面の凹凸を、過大な洗
浄を要さず、かつ従来より短時間で平滑化し、さらに光
学歪みの除去のためのアニールをすることなく容易に被
覆層を有するプラスチックレンズを製造する方法の提
供。 【構成】 プラスチックレンズ原料モノマーを鋳型内で
重合し、離型して重合体を得る工程、及び得られた重合
体を、該重合体のガラス転移点近傍の液体中に浸漬して
表面を平滑化する工程を含むプラスチックレンズの製造
方法。プラスチックレンズ原料モノマーを鋳型内で重合
し、離型して重合体を得る工程、得られた重合体を、該
重合体のガラス転移点近傍の液体中に浸漬して表面を平
滑化する工程、及び表面を平滑化した重合体の表面の一
部又は全部に熱硬化により被覆層を形成する工程を含む
プラスチックレンズの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラスチックレンズの
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ジエチレングリコールビスアリルカーボ
ネート樹脂に代表されるプラスチックレンズは、一般に
注型重合により製造される。具体的には、図１のフロー
シートに示すように、重合用モノマーを調合し、調合し
たモノマー等を鋳型に注入して重合し、得られた重合体
を離型した後、洗浄、アニール、検査、染色又はコーテ
ィングして得られた物品を最終検査をして製品とする。
注型重合後、離型した重合体は、重合過程で体積が収縮
することにより生じる光学歪みと離型の際に重合体表面
に生じる凹凸とを有している。そこで、表面を平滑化
し、光学歪みを除去する目的で、離型した重合体のアニ
ール処理が行われる。アニール処理は、例えば特開昭５
４−４１９６５号に開示されているように、１００℃前
後の温度で１〜２時間加熱処理することにより行われ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記アニー
ル処理には、上記のように１〜２時間を要することか
ら、製造時間が長くなり効率が悪く、さらにアニール処
理のための設備を要するという問題があった。さらに、
アニール処理の際に重合体表面を綺麗な状態にしておく
必要があることから、高いレベルの洗浄が必要であり、
過大な洗浄設備と時間を要するという問題もあった。ま
た、重合体表面の凹凸を平滑化しないままにハードコー
ト層等の被覆層を設けると、被覆層も凹凸になり、実用
上問題であった。そのため、従来の注型重合法によるプ
ラスチックレンズの製造には、長時間のアニール処理と
そのための設備、およびアニール処理前に高いレベルの
洗浄処理が必要であった。

【０００４】そこで本発明の目的は、注型重合後、離型
により生じた重合体の表面の凹凸を、過大な洗浄および
アニール処理のための設備を要さず、かつ従来より短い
時間で平滑化して、容易にプラスチックレンズを製造
し、さらに光学歪みを除去するためのアニールをするこ
となく、容易に被覆層を有するプラスチックレンズを製
造する方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、プラスチック
レンズ原料モノマーを鋳型内で重合し、離型して重合体
を得る工程、及び得られた重合体を、該重合体のガラス
転移点近傍の液体中に浸漬して表面を平滑化する工程を
含むことを特徴とするプラスチックレンズの製造方法。

【０００６】さらに本発明は、プラスチックレンズ原料
モノマーを鋳型内で重合し、離型して重合体を得る工
程、得られた重合体を、該重合体のガラス転移点近傍の
液体中に浸漬して表面を平滑化する工程、及び表面を平
滑化した重合体の表面の一部又は全部に熱硬化により被
覆層を形成する工程を含むことを特徴とする被覆層を有
するプラスチックレンズの製造方法に関する。以下に本
発明を具体的に説明する。

【０００７】本発明においてプラスチックレンズ原料モ
ノマーには、特に制限はなく、プラスチックレンズの原
料モノマーとして用いられている種々のモノマーを挙げ
ることができる。例えば、アクリル樹脂、ジエチレング
リコールビスアリルカーボネートポリマー、（ハロゲン
化）ビスフェノールＡのジメタアクリレートポリマーお
よびその共重合体、（ハロゲン化）ビスフェノールＡの
ウレタン変性（メタ）アクリレートポリマー、ウレタン
ポリマーおよびその共重合体などの原料単量体が好まし
く使用される。但し、耐水性、低吸湿性およびガラス転
移点が比較的低いジエチレングリコールビスアリルカー
ボネートを主成分とする樹脂の原料単量体であることが
特に好ましい。尚、これらのモノマーは、単なる例示で
ある。さらに、当然のことながら、これらモノマーの２
種以上の混合物を用いて、共重合体レンズとすることも
できる。また、プラスチックレンズ原料モノマーには、
触媒と必要により紫外線吸収剤、離型剤、ブルーイング
剤、酸化防止剤等を加えることができる。触媒はモノマ
ーの種類に応じて適宜選択すればよく、また、紫外線吸
収剤も、プラスチックレンズに要求される光学特性、耐
候性に応じて、種々のものを用いることができる。

【０００８】上記原料モノマーは、所定の割合で調合
し、十分に攪拌した後、フィルターで濾過し、レンズの
鋳型に注入する。レンズの鋳型は、一般に注型重合に用
いられるものをそのまま用いることができ、ガラス母型
の上型および下型とガスケットを組合せたものが適当で
ある。母型は、破損したり、傷つくのを防ぐために化学
強化処理を施したものであることができる。プラスチッ
クレンズの前面と後面を形成する上型の凸面と下型の凹
面及びガスケットによりレンズの鋳型が形成される。ガ
スケットは、母型の外周ホルダーで、レンズの厚さを決
め、モノマー液を上型と下型の間に保持する。

【０００９】原料モノマーを注入した鋳型は電気炉内で
加熱して原料モノマーを重合させる。加熱の条件は、モ
ノマーの種類や組成（混合物の場合）さらには触媒の種
類等により適宜調整できる。重合が不十分であると、経
年変化や染色のさいの色のバラツキの原因となることを
考慮して、約１２〜４８時間かけて重合するのが一般的
である。尚、モノマーの種類によっては、重合体になる
とモノマーの体積より収縮することも考慮して、重合は
行われる。そして重合が完了した後にレンズの形状をし
た重合体をガラス母型より離型する。

【００１０】次いで、離型して得られた重合体表面の凹
凸を平滑化する。図２に示すように、本発明の特徴の１
つは、洗浄及びアニール処理の代わりに、液体浸漬によ
る「平滑化」を行うことである。この平滑化は、重合体
のガラス転移点近傍の液体中に浸漬することにより行わ
れる。好ましくは、重合体のガラス転移点−１０〜＋２
５℃、特に好ましくは０〜＋２５℃の範囲の温度の液体
中に重合体を浸漬する。浸漬時間は、液体の温度及び重
合体の種類を考慮して適宜調整できるが、通常は約５〜
１０分間程度である。但し、加水分解の恐れのある重合
体に関しては、浸漬時間をより短くすることもできる。
例えば、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート
ポリマーの場合、ガラス転移点が約６０℃であり、従っ
て、約５０〜８５℃の水に５〜１０分浸漬することで、
表面を平滑化することができる。尚、従来のアニール処
理では１〜２時間要していたのに対して、本発明では、
上記のように５〜１０分間の液体浸漬により平滑化を行
うことができる。

【００１１】重合体を浸漬する液体は、プラスチックレ
ンズに不活性な媒体の１種又は２種以上の混合物からな
ることができ、プラスチックレンズに不活性な媒体とし
ては、水、アルコール類（例えば、イソプロピルアルコ
ール、ブタノール、アミルアルコール等）、脂肪族炭化
水素類（例えば、ヘプタン等）及び脂環式炭化水素類
（例えば、シクロヘキサン等）等を例示することができ
る。但し、安全性や取り扱いの点から、水が好ましい。
さらに、重合体を浸漬する液体は、プラスチックレンズ
に不活性な媒体の１種又は２種以上の混合物に媒質を溶
解したものであることもできる。媒質として、染料を例
示することができる。例えば、染料を含有する水に、平
滑化のために重合体を浸漬することで、平滑化と同時に
染色も行うことができる。尚、染料としては、従来、プ
ラスチックレンズの染色に用いられているものをそのま
ま用いることができる。また、染料以外にも、キャリ
ア、分散剤、紫外線吸収剤等を適宜添加することもでき
る。また、本平滑化処理を水を用いて行う場合、被覆層
形成の前の洗浄も兼ねることもできる。

【００１２】尚、離型により得られた重合体は、表面の
平滑化の前に、得られた重合体の丸め処理、洗浄処理、
検査などを適宜行うことができる。

【００１３】さらに本発明の別の態様は、被覆層を有す
るプラスチックレンズの製造において、被覆層の形成と
内部歪みの除去のためのアニールを同時に行うものであ
る。即ち、先に得られた表面を平滑化した重合体の表面
の一部又は全部に熱硬化により被覆層を形成する。具体
的には、被覆層を、例えば、熱硬化性樹脂を主成分とす
る塗布液を表面を平滑化した重合体の表面の一部又は全
部に塗布し、次いで加熱することにより形成する。注型
重合により得られた重合体内部の光学歪は、重合体のガ
ラス転移点近傍での液体浸漬処理では通常、取り除くこ
とができない。そこで本発明では、加熱により硬化する
被覆層を形成する際に、レンズ内部の光学歪も同時に取
り除く。

【００１４】被覆層を形成する樹脂の例としては、ポリ
ビニルブチラール、ポリビニルアルコール、セルロース
類、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ポリシロキサン樹
脂、アクリル樹脂などが挙げられる。中でも表面硬度、
耐熱性、耐熱水性、耐薬品性などの点から樹脂として、
熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。特に、高い表面
硬度を与えるという観点からポリシロキサンが好まし
い。

【００１５】ポリシロキサンを形成せしめる組成物で代
表的な例として、次の一般式（Ｉ）表される有機ケイ素
化合物および／またはその加水分解物が挙げられる。 ＲＲ¹ _a ＳｉＸ_3-a （Ｉ） （ここで、Ｒは炭素数１〜１０の有機基、Ｒ¹ は炭素数
１〜６の炭化水素基またはハロゲン化炭化水素基、Ｘは
加水分解性基であり、ａは０または１である。）

【００１６】上記有機ケイ素化合物の例としては、γ−
グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシ
ドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシ
プロピルジメトキシエトキシシラン、γ−グリシドキシ
プロピルトリアセトキシシラン、（３，４−エポキシシ
クロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシ
ドキシプロピルジメチルモノメトキシシラン、メチルト
リメトキシシラン等及びこれらの加水分解物が挙げられ
る。

【００１７】さらに被覆層中には樹脂以外に、表面硬度
の向上や屈折率を変化させる目的でＳｉＯ₂ 、Ｓｎ
Ｏ₂ 、ＴｉＯ₂ 、Ｓｂ₂ Ｏ₅ などの微粒子状無機物を添
加することができる。さらに、被覆層を形成する際に
は、例えば上記有機ケイ素化合物に、アルコール、エス
テル、エーテル、ケトン、ハロゲン化炭化水素あるいは
トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素などの溶媒
や、金属キレート化合物などの硬化剤などを適宜添加す
ることもできる。

【００１８】被覆層の形成は、従来から行われている方
法と同様の方法により行うことができる。被覆層を形成
するためのコーティング組成物を表面を平滑化したレン
ズに塗布し、５０℃〜１５０℃程度で１〜２時間加熱す
ることにより加熱硬化して被覆層を有するプラスチック
レンズを得ることができる。尚、硬化のための加熱条件
は、被覆層の種類により適宜決定できる。得られたレン
ズは、被覆層を有するとともに内部歪みも除去されたも
のである。

【００１９】本発明者は、レンズ内部に光学歪が残存す
るレンズであっても、コーティング組成物を塗布、加熱
することにより、内部の光学歪が消えることを初めて見
いだした。従来は、硬化膜を有するプラスチックレンズ
を製造する場合には、離型後、アニール（加熱）処理
し、さらに硬化膜を形成する際にも加熱処理していた。
一方、本発明では離型後、短時間で表面平滑化を行った
後、被覆層を加熱硬化により形成することで、従来と同
等の品質を有するプラスチックレンズを、従来より短い
時間で作製することができる。

【００２０】このようにして得られた本発明のプラスチ
ックレンズには、所望により、さらに従来から公知の染
色処理によりプラスチックレンズ又は被覆層を染色する
ことも、プラスチックレンズ又は被覆層の上に単層又は
多層の酸化物薄膜からなる反射防止膜等のコーティング
を形成することもできる。

【００２１】なお、本願におけるガラス転移点とは、サ
ーマルメカニカルアナライザー（ＴＭＡ）を用い、試料
であるプラスチックレンズに、長さ２０ｍｍ×直径３ｍ
ｍ（円柱）のビンで１０ｇの加重を加え、１０℃／分で
昇温させた時、試料の膨張係数が変化した温度をいう。

【００２２】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに説明す
る。 実施例１ 重合体の作製 a)ＣＲ−３９モノマー１００重量部に、触媒としてイソ
プロピルパーオキサイド３重量部、紫外線吸収剤として
２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシベンソフェノン
０．３重量部を加えて調合し、攪拌したのち、フィルタ
ーで濾過した。 b)ガラス母型の上型および下型とガスケットを組合せレ
ンズの鋳型とし、この鋳型に調合、濾過された原料を注
入し、電気炉内に３０℃から９０℃まで１２時間かけて
昇温した。 c)重合が完了し後，、型とレンズの隙間に楔を打ち込ん
で、鋳型からレンズを離型した。 離型する際に生じるレンズの表面の凹凸を超高圧水銀燈
で透影し検査したところ、ほぼ全数のレンズの表面に凹
凸が生じていた。

【００２３】平滑化処理 a)上記で得られたレンズのコバ部を丸めた後、８０℃の
純水に１０分間浸漬した（レンズのガラス転移点は約６
０℃）。 b)その後、高圧水銀燈の透影検査にて、再度レンズの表
面の凹凸の有無を検査したところ、レンズ表面の凹凸は
全て消滅していた。 硬化被覆層形成 a)で得られたレンズの内、レンズ内部に光学歪が生じ
ているレンズ１０枚を、γ−グリシドキシプロピルトリ
メトキシシランとコロイダルシリカを主成分とするコー
ティング組成物に浸漬してコーティングを施した後、１
１０℃、２時間加熱して硬化膜を形成した。 b)その後、高圧水銀燈の透影検査にて、レンズの表面の
凹凸の有無、内部の光学歪の有無を検査したところ、１
０枚すべて、表面には凹凸がなく、かつ内部の光学歪も
消えていた。

【００２４】実施例２ ＣＲ−３９モノマー１００重量部に代えて、ジエチレン
グリコールビスアリルカーボネート（ＣＲ−３９モノマ
ー）３０重量部、ベンジルメタクリレート２５重量部及
びジアリルテレフタレート４５重量部を用いた以外は実
施例１と同様にして重合体（ガラス転移点６０℃）を
得、表面平滑化処理を行い、さらに被覆層の形成を行っ
た。その結果、平滑化により離型後に表面にあった凹凸
は全て消えた。さらに、被覆層の形成した後には、レン
ズ内部の光学歪みを消えていた。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、注型重合後、離型した
重合体の表面の凹凸を、過大な洗浄を要さず、かつ従来
より短い時間で平滑化して、容易にプラスチックレンズ
を製造することができる。さらに本発明によれば、被覆
層を有するプラスチックレンズの製造については、注型
重合後、離型した重合体の表面の凹凸を、過大な洗浄を
要さず、かつ従来より短時間で平滑化し、さらに注型重
合により生じた光学歪みを除去するためのアニールをす
る代わりに、熱硬化により被覆層を形成することで、よ
り簡易にプラスチックレンズを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来のプラスチックレンズの製造方法のフロ
ーシート。

【図２】 本発明のプラスチックレンズの製造方法のフ
ローシート。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラスチックレンズ原料モノマーを鋳型
   内で重合し、離型して重合体を得る工程、及び得られた
   重合体を、該重合体のガラス転移点近傍の液体中に浸漬
   して表面を平滑化する工程を含むことを特徴とするプラ
   スチックレンズの製造方法。
2. 【請求項２】 プラスチックレンズ原料モノマーを鋳型
   内で重合し、離型して重合体を得る工程、 得られた重合体を、該重合体のガラス転移点近傍の液体
   中に浸漬して表面を平滑化する工程、及び表面を平滑化
   した重合体の表面の一部又は全部に熱硬化により被覆層
   を形成する工程を含むことを特徴とする被覆層を有する
   プラスチックレンズの製造方法。
3. 【請求項３】 重合体を浸漬する液体の温度がガラス転
   移点−１０〜＋２５℃の範囲である請求項１又は２記載
   の製造方法。
4. 【請求項４】 重合体を浸漬する液体が、プラスチック
   レンズに不活性な媒体の１種又は２種以上の混合物から
   なる請求項１〜３のいずれか１項記載の製造方法。