JP5795176B2

JP5795176B2 - 眼鏡用プラスチックレンズの製造方法

Info

Publication number: JP5795176B2
Application number: JP2011064017A
Authority: JP
Inventors: 大介尾栢; 正樹井原; 山本　明典; 明典山本
Original assignee: イーエイチエスレンズフィリピンインク
Priority date: 2011-03-23
Filing date: 2011-03-23
Publication date: 2015-10-14
Anticipated expiration: 2031-03-23
Also published as: JP2012196934A

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。

光学性能に優れた眼鏡用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５を参照して説明する。

図５（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５（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５（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５（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５（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、前記粘着テープは、テープ基材上に粘着剤層が形成された構造を有し、該テープ基材のテープ面に垂直方向の弾性率勾配が、１０Ｎ／ｍｍ以下であ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、粘着テープのテープ基材のテープ面に垂直方向の弾性率勾配が、１０Ｎ／ｍｍ以下であることで、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、重合収縮の応力が粘着テープを変形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、前記粘着テープの変形量が、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粘着テープの変形によってより吸収することができる。

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。三点曲げ強度の試験装置及び測定用サンプルを示す図。荷重−変位曲線を示す図。本実施形態に係るプラスチックレンズを成形し、重合剥がれが発生した状況を示す表。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、硬化工程で粘着テープが変形することにより、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。

粘着テープが変形するようにするには、粘着テープの弾性率勾配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原料組成物の収縮の応力で粘着テープが変形することが好ましい。

また、粘着テープは、テープ基材上に粘着剤層が形成された構造を有し、テープ基材のテープ面に垂直方向の弾性率勾配が、１０Ｎ／ｍｍ以下であることが好ましい。弾性率勾配保持力がこれより大きいと、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変形により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。

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、三点曲げ強度の試験装置及び測定用サンプルを示す図であり、（Ａ）は、三点曲げ強度の試験装置を示す概略図であり、（Ｂ）は、粘着テープ１３の測定用サンプルを示す図である。図３は、荷重−変位曲線を示す図である。図４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５（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。粘着テープ１３は、テープ基材上に粘着剤層が形成された構造を有し、テープ基材のテープ面に垂直方向の弾性率勾配が、１０Ｎ／ｍｍ以下である。

ここで、粘着テープ１３の弾性率勾配は、以下に示す方法にしたがって測定した。三点曲げ強度の試験装置５０は、図２（Ａ）に示すように、左右一対の支持部５２と、荷重部５４を有している。粘着テープ１３の測定用サンプル５６は、図２（Ｂ）に示すように、粘着テープ１３を幅１０ｍｍに切り出したものを準備した。

三点曲げ強度の試験装置（例えば、オリエンテック（株）製テンシロンＲＴＣ１２５０Ａ型材料試験機）５０を用い、測定用サンプル５６のテープ基材表面に垂直方向に荷重が掛かるように測定用サンプル５６を配置して３点曲げ試験を行った。測定用サンプル５６を支持部５２の上にたるみのないように固定し、荷重部５４を矢印方向に荷重速度すなわち負荷速度５ｍｍ／ｍｉｎで荷重を掛ける。この際、試験速度は５ｍｍ／ｍｉｎ、支点間距離は３０ｍｍとした。試験中に、荷重と測定用サンプル５６のたわみを記録し、図３に示すように、荷重−変位曲線を得た。そして、はじめに現れる測定用サンプル５６のたわみに起因する勾配の緩い部分Ａは除外し、その後に直線的に立ち上がる部分Ｂの勾配を弾性率勾配とした。

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４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の弾性率勾配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の変形により降下し、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の容積収縮を粘着テープ１３の変形によって吸収し、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２５μｍで弾性率勾配が３．５７Ｎ／ｍｍであるポリエチレンテレフタラート製である。

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の中心厚さが約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。

本実施例では、図４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２５μｍで弾性率勾配が４．１６Ｎ／ｍｍであるポリエチレンテレフタラート製である。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。

本実施例では、実施例１と同様に原料組成物２０の調合を行い、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の側面に粘着テープ１３を一周より少し多く巻き付けた。それ以降は実施例１と同様にしてプラスチックレンズ３０を得た。

本実施例では、図４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４０μｍで弾性率勾配が８．３５Ｎ／ｍｍであるポリエチレンテレフタラート製である。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。

本実施例では、図４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２枚であった。

（実施例４）
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４０μｍで弾性率勾配が３．５７Ｎ／ｍｍであるポリエチレンテレフタラート製である。

本実施例では、プラスチックレンズ原料として、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液とした。次いでこの組成物を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。

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Ｂの原料組成物２０を注入した。

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。なお、本実施例では実施例１と同じ成形型１１，１２を用いてプラスチックレンズ３０を成形した。

（実施例５）
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４０μｍで弾性率勾配が８．３５Ｎ／ｍｍであるポリエチレンテレフタラート製である。本実施例では粘着テープ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。

本実施例では、実施例４と同様に原料組成物２０の調合を行い、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の側面に粘着テープ１３を一周より少し多く巻き付けた。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を得た。

（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４０μｍで弾性率勾配が１５．２３Ｎ／ｍｍであるポリエチレンテレフタラート製である。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。

本比較例では、実施例１と同様に原料組成物２０の調合を行い、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の側面に粘着テープ１３を一周より少し多く巻き付けた。それ以降は実施例１と同様にしてプラスチックレンズ３０を得た。

本比較例では、図４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３０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２５μｍで弾性率勾配が１１．３６Ｎ／ｍｍであるポリエチレンテレフタラート製である。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。

本比較例では、図４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。

（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４０μｍで弾性率勾配が２０．１５Ｎ／ｍｍであるポリエチレンテレフタラート製である。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。

本比較例では、図４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４）
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４０μｍで弾性率勾配が２０．１５Ｎ／ｍｍであるポリエチレンテレフタラート製である。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、実施例１と同じ重合条件でプラスチックレンズ３０を成形した。

本比較例では、実施例４と同様に原料組成物２０の調合を行い、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の側面に粘着テープ１３を一周より少し多く巻き付けた。それ以降は実施例１と同様にしてプラスチックレンズ３０を得た。

本比較例では、図４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１４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のテープ基材のテープ面に垂直方向の弾性率勾配が、１０Ｎ／ｍｍ以下であることで、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、重合収縮の応力が粘着テープ１３を変形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５０…試験装置５２…支持部５４…荷重部５６…測定用サンプル。

Claims

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、
前記粘着テープは、テープ基材上に粘着剤層が形成された構造を有し、該テープ基材のテープ面に垂直方向の弾性率勾配が、１０Ｎ／ｍｍ以下であり、
前記弾性率勾配は、負荷速度５ｍｍ／ｍｉｎ、試験速度５ｍｍ／ｍｉｎおよび支点間距離３０ｍｍの条件にて行う三点曲げ試験により得られる荷重−変位曲線の前記テープ基材のたわみに起因する勾配の緩い部分を除外し、前記勾配の緩い部分の後に直線的に立ち上がる部分の勾配であ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。
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、
前記粘着テープの変形量が、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。