JP5349919B2 - プラスチックレンズの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、プラスチックレンズの製造方法に関する。

近年、眼鏡用のレンズとして、軽くて透明度の高いプラスチックレンズが多く用いられている。眼鏡用のプラスチックレンズを製造する方法としては、レンズの眼球側の面及び物体側の面の形状に応じた一対の成形型を用意し、この成形型を組み合わせて形成されるキャビティ内に重合性の原料組成物を注入して重合（硬化）を行う、いわゆる注型重合が一般的である。たとえば、図１（Ａ），（Ｂ）に示すような方法が知られている（特許文献１参照）。この方法によれば、まず、一対のガラス製の成形型１１，１２を対向配置させ、その外周面を粘着テープ４で固定したものを用意する。次に、対向配置された成形型１１，１２及び粘着テープ４で構成されるキャビティＣの内部にノズル５を差し込み、重合性の原料組成物を注入する。その後、熱または紫外線により原料組成物を重合させることで、所定形状のプラスチックレンズが形成される。このプラスチックレンズは、ハードコート処理や反射防止処理など、各種の表面処理を行った後、いわゆる玉型加工により眼鏡フレームに合った形状に切削される。

特開２００６−２１５２１７号公報

しかしながら、このようなプラスチックレンズの製造方法では、玉型加工における切削により大量の切削屑が生じることとなる。重合後のプラスチックレンズは、架橋体であり、リサイクルはできず、このような大量の切削屑は廃棄する以外にない。従って、製造コストの面から問題がある。特に近年、プラスチックレンズの高屈折率化に伴い、原料として特殊なモノマーを使用することも多く、より製造コストが高くなっているため、問題が大きい。また、切削屑を大量に廃棄することから環境負荷の面でも問題がある。

そこで、本発明の目的は、プラスチックレンズ製造のコスト低減を図ることができるとともに、環境負荷も低いプラスチックレンズの製造方法を提供することにある。

本発明のプラスチックレンズの製造方法は、プラスチックレンズ成形用として用いられる一対の型を所定間隔離間させて対向配置させ、前記一対の型の間に重合性組成物を注入し、前記重合性組成物を重合させてプラスチックレンズを成形するプラスチックレンズの製造方法であって、前記一対の型の間に枠を形成し、前記枠と前記一対の型とに囲まれて形成される空間に前記重合性組成物を注入し、前記重合性組成物を前記空間において重合させることを特徴とする。

このような本発明によれば、レンズ成形用の一対の型により形成されるキャビティ内に、前記型と枠とに囲まれる空間がさらに形成され、その空間内に重合組成物が注入されるので、必要とされる重合組成物の量を大幅に削減することができる。また、レンズ表面にハードコート層や反射防止膜等を形成する場合は、その処理面積が小さくなるためコスト的に有利である。
このため、プラスチックレンズの製造コストを大幅に削減でき、さらに玉型加工後の切削屑の量を大幅に削減できるので、環境負荷も大幅に低減できる。
さらに、枠により自在に前記した空間の形状を設定できるので、所望の形状を有するプラスチックレンズを容易に製造することができる。例えば、枠の形状によりフィニッシュトレンズやセミフィニッシュトレンズを直接製造することも可能である。

本発明では、前記枠により形成される面積が玉型加工後の前記プラスチックレンズの面積よりも大きいことが好ましい。
この発明によれば、枠を玉型加工後の前記プラスチックレンズの面積よりも大きく形成するので、玉型加工におけるバリエーションの自由度が大きい。例えば、一般的な形状の眼鏡レンズやカニ目タイプの眼鏡レンズなど種々のレンズ形状に対応できる。

本発明では、前記一対の型の少なくとも一方の型の表面に前記枠を形成した後、前記枠を介して前記一対の型を互いに押圧し、前記空間を形成することが好ましい。
この発明によれば、少なくとも一方の型に枠を形成した後、この枠を介して一対の型を互いに押圧するので、重合性組成物を注入するための空間を容易に形成することができる。

本発明では、前記枠が紐状部材により形成されることが好ましい。
ここで、紐状部材とは、適度な形状保持性および粘着性を有する部材が好ましく、例えば、ＥＰＭやＥＰＤＭなどのような熱可塑性エラストマーが好適である。
この発明によれば、枠の材料として紐状部材を用いるので、極めて簡易に枠を形成することができる。

本発明では、前記枠がホットメルト材により形成されることが好ましい。
この発明によれば、枠の材料としてホットメルト材を用いるので、温度により粘弾性を容易に調整、制御できる。このため、枠形成を容易に行うことができる。しかも、ホットメルト材であるので有機溶剤を使用することもなく、環境に負荷を与えることもない。

［第１実施形態］
眼鏡用のプラスチックレンズ（以下、単に「レンズ」ともいう）を製造する方法について、その概要を図２〜図７を用いて説明する。
（枠形成工程）
図２は、本実施形態にかかる枠２の形成工程を示す概略図である。図３は、第１実施形態における枠２の形成後の概略図である。
まず、図２，３に示すように、レンズの凸面成形面１１１を有する凹型１１を洗浄したものを準備する。そして、この凸面成形面１１１の上に紐状部材２１を所定の形状に載置することで、凸面成形面１１１の上に枠２を形成する。このとき、枠２には図示しない穴部が設けられる。また、プラスチックレンズの厚みにあわせて紐状部材の太さを選定する。この紐状部材としては、ＥＰＭやＥＰＤＭのような適度の形状保持性と粘着性とを有する熱可塑性エラストマーを紐状にして用いる。

（成形型の組立工程）
図４に、本実施形態にかかる成形型の組立工程の概略図を示す。図４（Ａ）に示すように、凹型１１の表面に形成された枠２を挟み込んで凹型１１の凸面成形面１１１と、凸型１２の凹面成形面１２１とを、対向配置させる。
次に、図４（Ｂ）に示すように、一対の型１（凹型１１、凸型１２）を、枠２を介しながら互いに押圧し、所定の間隔とする。したがって、凹型１１と凸型１２の間に挟まれる枠２は若干押し潰された状態で凹型１１と凸型１２とに接する。
次に、図４（Ｃ）に示すように、対向配置された型１の円周側面に沿って粘着テープ４が設けられる。このとき、粘着テープ４は、凹型１１の円周側面と凸型１２の円周側面とにわたって設けられることで、凹型１１と凸型１２とを固定する。

（重合性組成物の注入工程）
図５に、本実施形態にかかる成形型への重合性組成物の注入工程の概略図を示す。図６に、重合組成物注入後の成形型の概略側面図を示す。
図５に示すように、型１１，１２の対向配置された凸面成形面１１１，凹面成形面１２１及び枠２で構成される空間Ｃに原料注入針５により重合性組成物３が注入される。
なお、注入の際、まず枠２の所定の位置に設けられた穴部に原料注入針５を挿入する。その後、重合性組成物３を原料注入針５から押し出すことにより空間Ｃに注入し、空間Ｃ内を重合性組成物３で満たし注入を終了させた後、穴部を封止する。

（重合性組成物の重合工程）
図６に示すように、重合性組成物３が注入された後、所定の温度と時間に設定された環境下に成形型Ｍを曝すことによって、注入された重合性組成物３を重合（硬化）させる。このとき、成形型Ｍは凹型１１が下になるように水平に置くのが好ましい。

上記製造方法について、図７のフローチャートおよび図２〜図６を用いてより具体的に説明する。図７は、本実施形態におけるレンズの製造方法のフローチャートである。
まず、レンズ情報を所定の情報処理手段に入力する（以下Ｓ１；ステップ１）。レンズ情報としては、球面度数、乱視度数、乱視軸、加入度、レンズ厚、瞳孔間距離、フィッティングポイント、フレーム形状などが挙げられる。
次に、Ｓ１で入力された情報に基づいて情報処理を行い、枠２の形状データ、重合性組成物３の量、凸型１２の選定および凹型１１と凸型１２とを対向配置させる位置を算出する（以下Ｓ２；ステップ２）。

具体的には、フレーム形状から枠２の形状を算出する。このとき、目的とするレンズよりも数ｍｍ程度大きい円形状に枠２を形成することが好ましい。より好ましくは、２〜３ｍｍ程度大きい枠２形状とする。
また、フィッティングポイントから枠２を凹型１１のどの位置に形成するかを決定する（図２，３参照）。さらに、乱視度数、乱視軸、レンズ厚に基づいて複数種類ある凸型１２から最適なものを選定し、凹型１１と凸型１２とを対向配置させる際の角度、位置、距離を決定する（図４参照）。

Ｓ２後は、上記のとおり凹型１１上に枠形成を行い（以下Ｓ３；ステップ３）、凸型１２を重ね合わせて成形型Ｍを組立て（以下Ｓ４；ステップ４）、空間Ｃに重合性組成物３を注入し（以下Ｓ５；ステップ５）、重合（硬化）させてプラスチックレンズを得る（以下Ｓ６；ステップ６）。

ここで、重合性組成物３の調製について説明する。
重合性組成物３は、図示しない原料調合槽でモノマー化合物に硬化触媒その他の成分を配合して調合される。
また、調合槽は、重合反応性の高い重合性組成物３の重合を抑制するため、内部の重合性組成物３を冷却できる設備を備え、調合工程で重合性組成物３を２１℃未満の温度に調節しながら調合することが好ましい。
調合工程の温度条件としては、−３０℃〜２０℃の範囲、特に−１０℃〜１９℃の範囲とすることが好ましい。これにより、調合段階から重合反応を抑制し、成形型Ｍの中での均一な重合が可能となる。
また、重合性組成物３を所定時間一定温度に加温して増粘させて粘度コントロールしてもよい。これにより、重合性組成物３が枠２から漏れ出しにくくなり、製造工程上取り扱いやすくなる。

調合した重合性組成物３を２１℃未満の温度に調節して成形型Ｍに注入することが好ましい。重合性組成物３を２１℃未満の温度に調節するには、２１℃未満の一定温度に温度調節可能な貯蔵容器内に貯蔵することにより行うことができる。貯蔵時の温度条件としては、−３０℃〜２０℃の範囲、特に−１０℃〜１９℃の範囲とすることにより、重合熱を取り除いて、重合反応が急激に進行することを防止することができる。

上記より、本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）凹型１１と凸型１２との間に枠２が挟み込まれ、空間Ｃが形成されているので、枠２が設けられない場合に比べて空間Ｃの容積を小さくできる。
このため、原料となる重合性組成物３の必要量を削減できる。よって、プラスチックレンズの製造コストを削減でき、廃棄物の削減もできることから環境保護の観点からも望ましい。
また、枠２により自在に空間Ｃの形状を設定できるので、所望の形状にプラスチックレンズを容易に形成することができる。例えば、枠の形状によりフィニッシュトレンズやセミフィニッシュトレンズを直接製造することも可能である。

（２）目的とするプラスチックレンズよりも数ｍｍ程度大きい円形状に枠２を形成するので、加工のバリエーションを持たせることができる。例えば、一般的な形状の眼鏡レンズやカニ目タイプの眼鏡レンズなど種々のレンズ形状に対応できる。
また、目的とするプラスチックレンズよりも２〜３ｍｍ程度大きい枠２形状とする場合は、加工のバリエーションを持たせつつ重合性組成物３の使用量をより一層抑えることができる。

（３）凹型１１上に枠２を形成し、凹型１１と凸型１２とを対向配置させ、円周側面を粘着テープ４で固定して成形型Ｍを形成し、重合性組成物３を注入するので、容易にプラスチックレンズを形成することができる。
また、凹型１１の上に枠２を形成するので、凹型１１上の枠２の位置を変えるだけでフィッティングポイントを決定することができる。
さらに、凸型１２の形状および凸型１２と凹型１１とを対向配置させる重ね合わせる際の角度、位置、距離により、容易に乱視度数、乱視軸、レンズ厚を決定することができる。

（４）枠２の部材として紐状部材２１を用いるので、汎用な部材により枠２を形成することができる。例えば、ＥＰＭやＥＰＤＭなどのような熱可塑性エラストマーが好適である。

［第２実施形態］
本実施形態のプラスチックレンズを製造する方法について、図８，９を用いて説明する。図８は、第２実施形態にかかる重合性組成物の注入工程と成形型の組立工程とを示す概略図である。図９は、第２実施形態にかかるプラスチックレンズの製造方法を示すフローチャートである。
図８に示すように、第１実施形態と同様に凹型１１上に枠２を形成し、枠２に囲まれた円形状の空間Ｓに重合性組成物３を原料注入針５より流し込む。
空間Ｓが重合性組成物３で満たされた後、凹型１１と凸型１２とを対向配置させる。その後、凹型１１と凸型１２との円周側面に粘着テープ４を巻くことで型１を固定し、成形型Ｍを形成する。
よって、図９に示すように、本実施形態では、成形型Ｍを組み立てる前に重合性組成物３を注入することとなる。

上記より、本実施形態によれば、前記した（１）〜（４）の効果に加えて以下の効果を奏することができる。
（５）凹型１１と凸型１２とを対向配置させる前に重合性組成物３を空間Ｓに注入するので、原料注入針５を挿通するために、枠２に穴部を設ける必要がなく容易に重合性組成物３を注入することができる。

［第３実施形態］
本実施形態のプラスチックレンズを製造する方法について、図１０を用いて説明する。図１０は、第３実施形態にかかる枠２の形成工程を示す概略図である。
図１０に示すように、枠２の部材としてホットメルト材２２を用いる。また、ホットメルト材２２を凹型１１の上に形成する際、ホットメルトガン６を用いる。
このとき、プラスチックレンズの厚みにあわせてホットメルト材２２を盛上げたり、押付けて低くしたりすることが好ましい。それ以外は他の実施形態と同様の方法によりプラスチックレンズを製造する。

上記より、本実施形態によれば、前記した（１）〜（３），（５）の効果に加えて以下の効果を奏することができる。
（６）枠２の部材としてホットメルト材２２を用いるので、汎用な材料により枠を形成することができる。また、ホットメルト材２２を用いることで、温度により粘度を容易に調整、制御できる。このため、枠２の形成を容易に行うことができる。
しかも、ホットメルト材であるので有機溶剤を使用することもなく、環境に負荷を与えることもない。

さらに、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。

第１〜第３実施形態では、重合性組成物３として熱硬化性樹脂を用いたが、これに限らず、光硬化性樹脂を用いて成形型Ｍに光照射することで重合硬化させてもよい。

第１実施形態では、枠２を形成する際、重合性組成物３を注入するための穴部を設けたが、これに限らず、例えば、枠２の形成時には穴部を設けず、重合性組成物３を注入する際に、枠２に穴加工を施して穴部を設けてもよい。

第１〜第３実施形態では、枠２の部材として紐状部材２１およびホットメルト材２２を用いているが、これに限らず、その他の樹脂材等を使っても構わない。

第１〜第３実施形態では、凹型１１の上に枠２を形成し、凹型１１を下側に置いて重合硬化しが、これに限らず、凸型１２の上に枠２を形成し、凸型１２を下側に置いて重合硬化してもかまわない。

本発明は、眼鏡用プラスチックレンズに利用できる他、防塵ガラス、防塵水晶、コンデンサレンズ、プリズム等の光学レンズの製造方法として好適に利用できる。

従来技術にかかるプラスチックレンズの製造方法を示す概略図。 第１実施形態にかかる枠２の形成工程を示す概略図。 第１実施形態にかかる枠２の形成後を示す概略図。 第１実施形態にかかる成形型の組立工程を示す概略図。 第１実施形態にかかる成形型への重合性組成物の注入工程を示す概略図。 第１実施形態にかかる重合組成物の注入工程後の成形型を示す概略側面図。 第１実施形態にかかるプラスチックレンズの製造方法を示すフローチャート。 第２実施形態にかかる重合性組成物の注入工程と成形型の組立工程とを示す概略図。 第２実施形態にかかるプラスチックレンズの製造方法を示すフローチャート。 第３実施形態にかかる枠２の形成工程を示す概略図。

符号の説明

１…型、２…枠、３…重合性組成物、４…粘着テープ、５…原料注入針、６…ホットメルトガン、１１…凹型、１２…凸型、２１…紐状部材、２２…ホットメルト材、１１１…凸面成形面、１２１…凹面成形面、Ｃ…空間、Ｌ…プラスチックレンズ、Ｍ…成形型、Ｓ…空間

Claims (5)

1. プラスチックレンズ成形用として用いられる一対の型を所定間隔離間させて対向配置させ、前記一対の型の間に重合性組成物を注入し、前記重合性組成物を重合させてプラスチックレンズを成形するプラスチックレンズの製造方法であって、
   前記一対の型の間にホットメルト材により枠を形成し、
   前記枠と前記一対の型とに囲まれて形成される空間に前記重合性組成物を注入し、
   前記重合性組成物を前記空間において重合させる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１に記載のプラスチックレンズの製造方法において、
   前記枠により形成される面積が玉型加工後の前記プラスチックレンズの面積よりも大きいことを特徴とするプラスチックレンズの製造方法。
3. 請求項１または請求項２に記載のプラスチックレンズの製造方法において、
   前記一対の型の少なくとも一方の型の表面に前記枠を形成した後、前記枠を介して前記一対の型を互いに押圧し、前記空間を形成することを特徴とするプラスチックレンズの製造方法。
4. 請求項１から請求項３までのいずれかに記載のプラスチックレンズの製造方法において、
   前記枠により形成される面積が前記一対の型の各成形面の面積より小さく、かつ前記枠が前記一対の型の外端部と当接しないことを特徴とするプラスチックレンズの製造方法。
5. 請求項１から請求項４までのいずれかに記載のプラスチックレンズの製造方法において、
   前記プラスチックレンズが眼鏡用プラスチックレンズであることを特徴とするプラスチックレンズの製造方法。

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