CN104813221B - 偏光塑料透镜的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种偏光塑料透镜的制造方法,该偏光塑料透镜的制造方法包括:反转工序,通过按压进行了曲面加工的偏光膜来使凸面形状反转为凹面形状;成型模装配工序,利用反转的偏光膜、上模、下膜、及保持上模与下膜之间的间隔的密封部件,装配将反转的偏光膜配置在型腔内部的成型模;聚合固化工序,向所述型腔注入固化性组合物,通过使所注入的固化性组合物聚合固化,得到在内部配置有偏光膜的偏光塑料透镜。

Description

偏光塑料透镜的制造方法
关联申请的相互参照
本申请要求2012年11月14日申请的日本特愿2012-250033号的优先权,在此引用并公开其所有内容。
技术领域
本发明涉及偏光塑料透镜的制造方法。
背景技术
偏光透镜由于具有遮光功能,所以为了保护眼睛而通常用作没有处方度数的太阳镜(包括时尚镜)的透镜,除此之外,也能用作具有处方度数的眼镜透镜。
在(日本)特开2009-103773号公报、(日本)特开2012-198389号公报(在此引用并公开它们的所有内容)中记载的偏光透镜是在透镜内部埋设有偏光膜的偏光透镜,通过在偏光膜的周围注入固化性组合物而进行加热、固化来制造的(称为铸模法(キャスティング法)、铸塑聚合法(注型重合法))。
发明内容
然而,通常通过单轴延伸塑料膜而使偏光膜具有偏光性,因此偏光膜具有沿延伸方向容易卷曲的性质。尤其对于上述铸模法而言,由于为了使偏光膜沿着透镜的轮廓,通过压力成型弯曲(进行了曲面加工)了偏光膜,因此容易卷曲的性质变得更强,偏光膜的处理变得困难。对于这一点,在(日本)特开2009-103773号公报中提出了通过在膜的周缘形成屈曲部来防止卷曲。但是,屈曲部主要还是考虑到搬运时的方便的结构,在对屈曲部进行切割后,偏光膜自身容易卷曲的情况仍不会改变。如果偏光膜在切割后的工序中卷曲,偏光膜的处理仍然会变得困难、导致生产效率降低,并且,所制造出的偏光塑料透镜的性能和外观品质将会降低。因此,要求一种能够抑制偏光膜的卷曲且更有效率的偏光塑料透镜的制造方法。
本发明的一个形态提供一种偏光塑料透镜的制造方法,该制造方法通过抑制偏光膜的卷曲,使生产效率更高。
本发明的发明人经过专心研究,发现通过将进行了曲面加工的偏光膜进行反转,使偏光膜的凹凸面逆转,就能够使偏光膜的刚性提高,从而抑制偏光膜的卷曲,这在以往是不为人所知的,由此,本发明的发明人完成了本发明。
本发明的一个形态涉及偏光塑料透镜的制造方法,该制造方法包括:
反转工序,通过按压进行了曲面加工的偏光膜,使凸面形状反转成凹面形状;
成型模装配工序,利用被反转的偏光膜、上模、下膜及保持上模与下膜之间的间隔的密封部件,装配将被反转了的偏光膜配置在型腔内部的成型模;
聚合固化工序,向所述型腔注入固化性组合物,使所注入的固化性组合物聚合固化,由此得到在内部配置有偏光膜的偏光塑料透镜。
通过上述反转工序能够抑制偏光膜的卷曲,以下,进一步对这一点进行说明。
图1是说明本发明的一个实施方式中的偏光膜14的形状稳定化的图。图1(A)表示作用于成型后(表面16为凸面的状态)的偏光膜14的应力,图1(B)表示作用于表背反转的偏光膜14的应力。本形态的偏光膜14通过使偏光膜14的表背反转,使其形状稳定化。
图1(A)所示的偏光膜14是利用曲面加工而变形成具有凸面形状的膜。表面16为凸面,背面17为凹面。没有设置屈曲部60(将在后文进行说明)。
由于曲面加工,偏光膜14在箭头方向上受到弯曲力矩。通过受到弯曲力矩,在偏光膜14上产生拉伸应力和压缩应力。通常,物体会产生抵抗弯曲力矩的应力,因此只要除去弯曲力矩就能够恢复原状。此外,如果是塑性变形的物质,就会保持变形的状态。但是,曲面加工后的偏光膜14即使除去弯曲力矩,还会进一步弯曲,卷曲而成为筒状。也就是说,可以认为还没有完全达到塑性变形,拉伸应力与压缩应力的平衡就被打破,抵抗弯曲力矩的力被减弱。平衡被打破的理由被推断为是膜的收缩。例如,在偏光膜为延伸的聚乙烯醇(PVA)膜的情况下,如果对延伸的偏光膜14加热,则偏光膜14会产生收缩,试图要恢复延伸前的稳定状态。此外,在偏光膜14的曲面加工中,通常对偏光膜14进行加热处理,所以同样会产生收缩现象。推测该收缩的力与偏光膜14的背面(凹面)17侧的压缩应力向相同方向作用,从而使偏光膜14弯曲的力变大。
在这里,按压偏光膜14使其变形(反转),让凹凸面反转,则如图1(B)所示,虽然在偏光膜14上残留有成型时的拉伸应力、压缩应力及加热收缩的力,但偏光膜14整体上会处于强制地作用有与之前相反方向的弯曲力矩的状态。在反转完成的偏光膜14上,成为了凸面的一侧(面17侧)产生新的拉伸应力,而在凹面上产生新的压缩应力。认为这些应力与在成型时产生的压缩应力和拉伸应力相互抵消,通过保持平衡而使形状稳定。由此,例如即使对偏光膜的屈曲部进行切割,偏光膜也不易卷曲,因此与不使偏光膜反转的情况相比,在从将偏光膜配置在成型模内到使固化性组合物(记载为“透镜单体”)聚合固化为止的期间,能够使具有凹面和凸面的偏光膜的形状稳定。因此,能够更有效率地制造偏光塑料透镜。
在本发明及本说明书中,在术语的定义上,偏光透镜及偏光塑料透镜是指,在内部配置有(夹持有)偏光膜,更详细地说,偏光膜夹在两片透镜基材之间的弯月形状的透镜,而不对光学设计、透镜度数的有无进行区分。
眼镜透镜是指,具有弯月形状,并且是成品透镜(两面为最终处方面)或半成品透镜(仅有一面为最终处方面),透镜形状为未切割或切割状态的透镜。
上模是具有形成弯月形状的透镜的凸面的凹状成型面的模,下膜是具有形成透镜的凹面的凸状成型面的模。
通常,眼镜透镜的外径为50mm~80mm左右,最常使用的范围是65mm~80mm左右,因此,在眼镜透镜的情况下,与眼镜透镜的外径相对应地适当设定成型模的外径。
此外,按压具有两层含义,包括利用部件接触的按压、以及利用气体喷吹等非接触的按压。
在一个形态中,反转工序至少由凸面中央部按压处理及背面周缘部按压处理中的至少一个处理进行,其中,所述凸面中央部按压处理按压进行了曲面加工的偏光膜的凸面中央部的区域,所述背面周缘部按压处理对该凸面的背面的周缘部进行按压。
在一个形态中,通过利用按压部件的凸面按压所述区域来进行凸面中央部按压处理,所述按压部件的该凸面的曲率与所述偏光膜的曲率相同。在本发明及本说明书中,“曲率相同”不限于完全相等的情况,还包括曲率不同的程度能够得到与曲率相同时近似或相同样效果的情况。并且,偏光膜的曲率是指,凸面及其背面(凹面)中的一方的曲率,或这两面曲率的平均值。
在一个形态中,所述按压部件具有吸引机构,利用该吸引机构吸引保持被按压的偏光膜。由此,能够容易地使偏光膜沿着按压部件的凸面,更容易地进行反转工序。
在一个形态中,通过向所述背面的周缘部喷吹气体来进行背面周缘部按压处理。利用气体的喷吹以非接触状态进行按压,不易对偏光膜造成损伤,因此是有利的。
在一个形态中,反转工序是对载置于偏光膜载置部件上的偏光膜进行的。在这里,偏光膜载置部件具备膜载置部,该膜载置部具有外周部和位于被该外周部包围的中央部的凹部,偏光膜的所述背面周缘部与所述外周部接触,被所述背面周缘部包围的中央部配置在所述凹部上,以与膜载置部不接触的状态被保持。
在一个形态中,所述膜载置部的所述外周部的表面的径向曲率与所述偏光膜的曲率相同。通过将偏光膜配置在如此形状的膜载置部,能够以稳定地保持偏光膜的状态对其进行按压,因此反转工序的实施变得容易。
在一个形态中,通过从设置在所述外周部的表面的通气口喷射气体来进行向偏光膜的背面周缘部的气体喷吹。并且,在其他形态中,在该气体的喷出前,通过从所述通气口进行吸引,来对所述偏光膜的背面外周部进行吸引保持。
本发明另一形态涉及,
利用上述制造方法得到的偏光塑料透镜;及,
通过对进行了曲面加工的偏光膜进行按压,使凸面形状反转为凹面形状而得到的偏光膜。
如之前基于图1说明的那样,在曲面加工后实施反转工序的偏光膜的刚性会增强,因此偏光膜不易卷曲,容易处理。另外,由于具有高的刚性,所以膜难以破裂,形状维持性也得以提高。因此,能够抑制在将透镜单体注入到配置了偏光膜的成型模型腔时的注入压力所导致的膜的变形,或抑制产生与模成型面的意外接触。抑制聚合固化中的偏光膜的变形能够使成品率提高,此外,有助于提供翘曲少且具有高的光学性能的偏光透镜。偏光膜不易与模成型面接触,使在靠近模成型面的位置配置偏光膜进行聚合固化成为可能。如后所述,这一点有利于制造薄的偏光透镜。另外,通过使偏光膜具有高的刚性,在后述的膜形状的测定工序、包括偏光膜的成型模的装配中,膜保持操作变得容易。如上所述,曲面加工后使凹凸面反转的偏光膜有助于埋设该膜的偏光透镜的制造效率及品质的提高。
附图说明
图1是对本实施方式的偏光膜的形状的稳定化进行说明的图。(A)表示作用于成型后(第一面为凸面的状态)的偏光膜的应力,(B)表示施加于表背反转的偏光膜的应力。
图2是本实施方式的偏光塑料透镜的剖面图。
图3是示意性表示本实施方式的透镜单体注入装置的概略的主视图。
图4是示意性表示本实施方式的透镜模的概略的剖面图。
图5是表示本实施方式的偏光塑料透镜的制造工序的流程图。
图6是表示本实施方式的偏光膜的曲面加工的图。
图7是对偏光膜的曲面加工进行说明的图。
图8是示意性表示本实施方式的偏光膜被保持于膜载置部件上的状态的剖面图。
图9是对本实施方式的偏光膜的偏光轴的对位进行说明的示意图。(A)~(C)分别表示偏光膜。
图10是表示本实施方式的偏光膜的偏光轴的对位方法的图。(A)及(C)表示膜载置部件,(B)表示偏光膜被保持于膜载置部件上的状态。
图11是示意性表示本实施方式的偏光膜的屈曲部的切割的剖面图。
图12是示意性表示使本实施方式的偏光膜与按压部件相对的状态的剖面图。
图13是示意性表示相互按压本实施方式的按压部件与偏光膜的状态的剖面图。
图14(A)是示意性表示使本实施方式的按压部件与膜载置部件接近,让偏光膜的表背反转的状态的剖面图。(B)是表示膜载置部件的例子的示意图。
图15是表示测定本实施方式的凸面模的凹部深度(凹陷值)的方法的图。
图16是表示对本实施方式的偏光膜的高度进行测定的方法的图。
图17是表示本实施方式的排出粘合剂的排出装置的图。
图18是表示使粘合剂排出到本实施方式的上模周缘部而形成的粘合剂柱20的图。
图19是示意性表示本实施方式的偏光膜与凸面模接近的状态的剖面图。
图20是表示偏光膜固定于本实施方式的凸面模的状态的图。
图21是示意性表示本实施方式的注入工序中的透镜模的概略的剖面图。
图22是示意性表示具有变形例1的保护夹具的膜载置部件的剖面图。
图23是示意性表示具有变形例2的肋部的偏光膜的俯视图。
图24是表示具有不同曲率的反转部件组的立体图。图24(A)表示低基础曲线按压部件,图24(B)表示低基础曲线膜载置部件,图24(C)表示高基础曲线按压部件,图24(D)表示高基础曲线膜载置部件。以(A)和(B)为一组,以(C)和(D)为一组而使用。
具体实施方式
以下,参照附图对将本发明的具体实施方式进行说明。但本发明不限于附图所示的形态。此外,在附图中,为了使所说明的部分处于能够被识别的状态,适当地对其进行了放大或缩小表示。
<偏光塑料透镜的构成>
以下,参照附图对偏光塑料透镜的构造进行说明。
图2是本实施方式的偏光塑料透镜100的剖面图。本实施方式的偏光塑料透镜100是眼镜用半成品透镜。如图2所示,是在两片透镜基材110与120之间设有偏光膜14的结构。透镜基材110的面对偏光膜14的面的相反侧的面为凸面111,透镜基材120的面对偏光膜14的面的相反侧的面为凹面121。
在这里,在偏光塑料透镜100中,优选地,偏光膜14朝向凸面111具有凸形状。由此,能够沿凸面111的形状配置偏光膜14,因此与偏光膜14朝向凹面121具有凸形状的情况相比,能够增大透镜基材120的可研磨的厚度。因此,能够使所得到的成品的透镜厚度变薄。
优选地,透镜基材110及透镜基材120由折射率1.60以上的塑料制成。作为透镜基材110及透镜基材120的材料没有特别的限制,例如,能够举出丙烯酸树脂、聚氨基甲酸酯类树脂、硫代氨基甲酸酯类树脂、硫代环氧类树脂、甲基丙烯酸类树脂、烯丙基类树脂、环硫化物类树脂、聚碳酸酯树脂等。从薄型化的观点出发,优选硫代氨基甲酸酯类树脂或硫代环氧类树脂。从着色容易的观点出发,优选聚氨基甲酸酯类树脂。此外,优选地,透镜基材110与透镜基材120为相同材料。并且,透镜基材110和透镜基材120可以使用染料着色。
对于偏光膜14,利用公知的压力机构对平板状的片状体进行加压,在实施了曲面加工后,在反转工序中,使其变形为通过曲面加工而形成的凸面成为凹面、凹面成为凸面。曲面加工及反转工序的细节将在后文进行说明。优选地,偏光膜14是具备由聚乙烯醇(PVA)构成的树脂层的单层或多层的膜。PVA是透明性、耐热性、与染色剂即碘或二色性染料的亲和性、延伸时的取向性均良好的材料。例如,偏光膜14是通过压力成型、真空成型等将市面上出售的碘系偏光膜以规定的曲率进行曲面加工,外形被切成圆形的膜状基材。
多层的偏光膜14能够通过在对PVA浸润了碘的膜进行成型而形成单轴拉伸的树脂层后,在该树脂层的两面层叠三乙酰纤维素酯(TAC)作为保护层而得到。此外,也能够使用以二色性染料代替碘而制成的偏光膜。并且,作为单层偏光膜,也能够使用不层叠TAC保护层的PVA或使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)来代替PVA的偏光膜。在本实施方式中,使用不层叠TAC保护层的PVA偏光膜。偏光膜14被着色为预先规定的色,例如,棕色或灰色。
<透镜单体注入装置的构成>
接着,基于附图对能够用于将固化性组合物(也记载为透镜单体)注入成型模型腔的透镜单体注入装置的一个例子进行说明。
图3是示意性表示在本实施方式的偏光塑料透镜100的制造中使用的透镜单体注入装置2的概略的主视图。图4是示意性表示用于对本实施方式的偏光塑料透镜100进行成型的成型模12的概略的剖面图。
如图3所示,本实施方式的透镜单体注入装置2具备设置部10、吸引部19和供给部24。
在设置部10中配设有多个压按部11,利用这些压按部11来保持成型模12。
如图4所示,成型模12彼此相对配置,具有例如玻璃制成的一对模13(上模131、下膜132)。各模13的外形例如为圆形。上模131形成有用于形成偏光塑料透镜100的凸面111的凹状成型面131A。下膜132形成有用于形成偏光塑料透镜100的凹面121的凸状成型面132A。
模13的材料只要是能够承受偏光塑料透镜100的制造中的加热的材料,则其种类(无机物、有机物)并不重要。在本实施方式中,在模13中使用无铅玻璃。此外,由于光透射性的有机物(例如树脂)会因紫外线的照射而劣化,因此不适用于对偏光塑料透镜100进行大量成型的成型模。然而,可以利用其成本低廉的优点,例如在对少量产品样品等进行成型的成型模中使用。
在本实施方式中,偏光膜14通过粘合剂柱20粘贴于上模131。
成型模12通过在型面131A与132A彼此相对的状态下,不使用垫片且空出规定的间隔地配置上模131及下膜132,进一步遍及上下膜131及132的外周缘的整周地缠绕粘着带46而形成。由此,形成被上模131、下膜132及粘着带46包围的型腔50。
并且,在粘着带46的一部分形成有用于将透镜单体注入型腔50的未图示的注入口。如图2所示,该注入口可以在利用压按部11保持成型模12而将其安装于设置部10后形成,也可以在成型模12的成型时对粘着带46的一部分进行开孔加工而形成。
在图3中,吸引部19设置在设置部10的上方。吸引部19具备吸引管23和回收部31。
吸引管23形成为管状,被设置成管前端位于上述注入口的附近。并且,吸引管23与回收部31连接,吸引从成型模12的注入口溢出的原料组合物,将其送出到回收部31。
回收部31回收储存吸引管23所吸引的透镜单体。此外,回收部31具备未图示的泵,通过适当地控制该泵来从吸引管23吸引透镜单体。
供给部24具备供给部主体21、贮存部40和注入部25。
供给部主体21与贮存部40连接,将从该贮存部40导入的透镜单体向注入部25引导。供给部主体21与未图示的控制部电连接,可以利用该控制部的控制,调整引导到注入部25的透镜单体的供给量。注入部25具备能够插入到设置在成型模12的粘着带46上的注入口的未图示的注入针,将从供给部主体21送来的透镜单体注入到成型模12的型腔50内。
贮存部40与供给部主体21连接,供给透镜单体。作为从贮存部40供给的透镜单体,在本实施方式中使用了含有在一个分子中具有两个以上异氰酸酯基或异硫氰酸酯基的异氰酸酯化合物或异硫氰酸酯化合物的单体、和在一个分子中具有两个以上巯基的硫醇化合物的单体的组合物。此外,作为透镜单体,可以使用包括硫代环氧化合物的单体的组合物。此外,在透镜单体中,可以在单体的基础上或代替单体,包括预聚物等聚合反应的中间产物。
<偏光塑料透镜的制造方法>
基于附图对本实施方式的偏光塑料透镜100的制造方法进行说明。
图5是表示本实施方式的偏光塑料透镜100的制造工序的流程图。图6~图21是表示偏光塑料透镜100的制造方法的示意图。以下,参照图5~图21对偏光塑料透镜100的制造方法进行说明。
<偏光膜的成型>
偏光膜的成型是通过曲面加工及反转工序进行的。
图6是表示本实施方式的偏光膜14的曲面加工的图。首先,如图6(A)所示,将单轴拉伸的PVA制成的膜切成长方形形状的平板状片体9,利用公知的压力机构对平板状片体9进行压力加工(曲面加工)来形成两个弯曲部56(凸部)。弯曲部56的曲率根据所制造的预定的偏光塑料透镜100的基础曲线(凸面111(参照图2)的曲率)设定。偏光膜14可以形成为与偏光塑料透镜100的基础曲线相同的曲率。在本实施方式中,将基础曲线的大小区分成多个种类,与该区分对应地设定偏光膜的弯曲部56。并且,也能够使用在市面上出售的预先形成有弯曲部56且完成了曲面加工的偏光膜14。
如图6(B)所示,优选地,偏光膜14的直径比上模131及下膜132的内径小。例如,本实施方式中的偏光膜14的直径比上模131的内径小2mm左右。由此,在将透镜单体注入型腔50的情况下,透镜单体迂回进入偏光膜14与粘着带46的缝隙,能够顺利地进行透镜单体向型腔50内的注入。
接着,对在本发明的一个形态的偏光塑料透镜的制造方法中能够优选实施的偏光膜的曲面加工进行说明。
在将偏光膜夹在中间的两片透镜基材中,一方具有凸面,另一方具有凹面。通过在进行曲面加工后将偏光膜配置在成型模内,能够沿着透镜的曲面形状将偏光膜埋设在两片透镜基材之间。优选地,与上模的成型面形状((凹面形状)对应地以压力成型法对偏光膜进行曲面加工。
例如,在具备温度调整机构(加热器、冷却媒介等)和加压机构,具有成为一对的凸模和凹模的成型模(母型)的压力成型装置中,将平面片状的偏光膜夹在中间进行按压,将偏光膜曲面加工为成型模面的形状。作为凸模、凹模,优选使用成型面为球面的模具。由于是球面而不是复杂的形状,所以不需要特别的压力装置,能够使用通常的压力成型装置,刻模容易。
图7(A)是表示凸模部的曲面加工台的图。附图标记210是平面状的膜部件,附图标记260是曲面加工台。曲面加工台260由具有耐热性的陶瓷制成的加工基台部260a和球面的玻璃型即母型部261(261a、261b)构成。
母型部261的弯曲面的曲率根据所制造的透镜的凸面侧折射面的基础曲线设定。
在该凸模的母型部,载置将偏光聚乙烯醇膜切成长方形形状的平板状的膜部件210,利用具有未图示的凹模的母型部的压力机构,在例如室温(20~25℃左右)下进行加压,将弯曲面212a,212b的形状复制到偏光膜,能够得到具有曲面214a、214b的偏光膜。
在进行曲面加工前,优选使偏光膜湿润,由此,向母型部的形状复制性提高。湿润处理能够通过例如,将偏光膜在恒湿高温装置中放置规定时间、将水以雾状喷雾到偏光膜上等方法进行。湿润可以在50~90℃左右的加热氛围中进行。
为了在所吸收的水的大部分被保持于膜的状态下进行曲面加工,优选对湿润的偏光膜进行冷却。例如,通过将从恒湿高温装置取出的偏光膜直接放置于室温(20~25℃程度)中,对偏光膜进行冷却。
而且,在优选的一个形态中,以105℃以上且不足150℃的加热温度对进行了曲面加工的偏光膜进行加热。进行了曲面加工的偏光膜的加热温度为进行加热处理的氛围温度。将进行了曲面加工的偏光膜在配置于成型模内之前进行加热,能够防止偏光膜的变形,其结果是,能够防止偏光塑料透镜的表面,特别是物体侧表面变形。在这里,通过使加热温度为105℃以上,能够良好地防止变形,通过使温度不足150℃,能够防止在偏光膜上产生变色或翘曲。加热温度优选为120℃以上,更优选为130℃以下。上述加热处理可以在大气中进行。
作为加热方法,能够采用各种方法,但是在一实施形态中,将偏光膜载置于加热到上述温度的热风循环式炉,吹热风进行加热直到偏光膜充分收缩。
而且,在对图7(B)所示的膜部件210进行曲面加工后,优选地,在不分离玻璃型260和膜部件210的状态下直接进行加热。即,利用玻璃型260的曲面261保持进行了曲面加工的偏光膜(膜部件210)进行加热。单轴拉伸的偏光膜的收缩程度因方向而不同,因此存在弯曲面的形状从所设定的形状变化的情况。相比之下,如果利用玻璃型260的曲面261进行保持,则能够使膜部件210沿玻璃型260的曲面261的形状收缩,因此与不使用玻璃型260进行加热的情况相比,能够以更高的精度对弯曲面212的曲率、形状进行成型。
接着,如图7(C)所示,沿着图中的虚线K切割膜部件210。这样,在图6(B)中,如剖面图所示,能够得到进行了曲面加工而具有凸形状的偏光膜14。
通过将实施了以上所说明的曲面加工的偏光膜在后述的反转工序之后配置在成型模内而利用铸模法对透镜进行成型,能够得到将进行了曲面加工的偏光膜夹在两片透镜基材中间的偏光塑料透镜。通常在表面处理、磨边加工后,通过将该偏光塑料透镜装入框中,能够得到具备以上所说明的偏光塑料透镜的眼镜、太阳镜。
(反转工序)
图8是示意性表示本实施方式的偏光膜14保持于膜载置部件52的状态的剖面图。图8所示的偏光膜14具有凸面(弯曲部)56和屈曲部60。对于屈曲部的细节,可以参照特开2009-103773号公报。
凸面56的曲率根据所要制造的偏光塑料透镜100的基础曲线(物体侧的面111(参照图1)的曲率)设定。
反转工序可以包括保持工序、切割工序、按压工序。
(保持工序)
如图8所示,在保持工序中,使偏光膜14保持于膜载置部件52。在膜载置部件52的外周部(外轮部)62形成有空孔64,该空孔64与未图示的泵连接。因此,通过使偏光膜14载置于该外周部62,经由空孔64进行真空吸引,能够稳定地保持偏光膜14。此外,膜载置部件52的外周部62的表面部不是平面形状,而是以与偏光膜的曲率相同或近似的曲率在径向上形成曲面部,从而不使偏光膜变形,能够稳定地对其进行保持。
膜载置部件52在被外周部包围的中央部具有凹部66。在本实施方式中,为了使偏光膜14的反转容易,使凹部66的直径成为能够保持屈曲部被切割的偏光膜14的极限大小。例如,通过使凹部66的直径与切割后的偏光膜14的直径相比为-10mm,能够得到良好的表背反转状态。具体地说,在切割后的偏光膜14为直径80mm的情况下,使凹部66为直径70mm。
在使偏光膜14的背面17吸附于外周部62时,为了防止凹部66减压导致偏光膜14变形,在本实施方式中,凹部66具有大气开放用通路(通气孔)68。根据需要,可以从通路68将气体送向凹部66。此外,在图8中,表示了具有一条通路68的膜载置部件,但是通路68的数量不限于一条,可以是两条以上的多条。作为一个例子,在后述的图24(B)、(D)中,表示了具有四条通路68的形态。
图9是对本实施方式的偏光膜14的偏光轴70的对位进行说明的示意图。优选在保持工序中进行偏光膜14的对位。如图9(A)所示,在偏光膜14的屈曲部60上开设表示偏光轴70的方向的孔72。孔72的位置表示偏光膜14的偏光轴70的方向,用于偏光膜14的偏光轴70的对位。此外,如图9(B)所示,只要能够判别偏光轴70的方向,孔72的数量没有限定。此外,如图9(C)所示,孔72的形状不限于圆形,可以是多边形、椭圆形等任意的形状,只要能够定位,对形状没有限制。此外,也可以使用预先形成有孔72的偏光膜14。
图10是表示本实施方式的偏光膜14的偏光轴70的对位方法的图。更详细地说,图10(A)是膜载置部件的一个形态的俯视图,图10(B)是表示将偏光膜载置于图10(A)所示的膜载置部件上的状态的剖面图。图10(C)是膜载置部件的其他形态的俯视图。
在膜载置部件52,如图10(A)所示,相对于凹部66在外周部62的外侧的位置设有定位销74。即,定位销74设置在将偏光膜14保持于膜载置部件52时与屈曲部60重叠的部位。在将偏光膜14保持于膜载置部件52的情况下,如图10(B)所示,偏光膜14被配置成膜载置部件52的定位销74插入偏光膜14的孔72。由此,能够确定相对于膜载置部件52的偏光膜14的偏光轴70的方向。除了使用定位销74进行轴的对位之外,如图10(C)所示,可以使表示偏光膜14的偏光轴70的孔72与预先设置于膜载置部件52的定位基准线76对准。在使用定位基准线76的情况下,可以在偏光膜14上印刷或标注记号来代替孔72。
(切割工序)
图11是示意性表示本实施方式的偏光膜14的屈曲部60的切割的剖面图。在切割工序中,如图9所示,对偏光膜14的外周的屈曲部60进行切割。在切割后,为了使切下的偏光膜14(凹面56)及屈曲部60被保持于膜载置部件52,膜载置部件52的孔64设置在外周部62的内侧(凹部66侧)及外侧(对位销74所在的一侧)。为了在切割后能够可靠地进行真空吸引,配合切割直径确定孔64的位置。在这里,通过使切割后的屈曲部60保持于膜载置部件52,能够在之后的工序中使屈曲部60不妨碍偏光膜14(弯曲部56)的动作。在切割后随即除去屈曲部60的情况下,可以没有吸附屈曲部60的孔64。作为切割方法,优选使用CO2激光进行切割。
(按压工序)
图12是示意性表示本实施方式的偏光膜14与按压部件54相对的状态的剖面图。在本实施方式的按压工序中,首先使按压部件54与偏光膜14接触。如图12所示,作为接收表背反转的偏光膜14的夹具,准备按压部件54。在按压部件54上,设有与偏光膜14的曲率具有相同曲率的拱形的面(凸面58)。使偏光膜14的凸面56与按压部件54的凸面58相对,使偏光膜14的凸面56的顶点与按压部件的凸面58的顶点接触。
图13是示意性表示使本实施方式的按压部件54与偏光膜14相互按压的状态的剖面图。如图13所示,使按压部件54的凸面58与偏光膜14的凸面56相互按压。具体地说,使拱形的按压部件54与偏光膜14(具有凹部的膜载置部件52)的单方或双方移动。在拱形的按压部件54上设有孔78。按压部件54在与偏光膜14接触后,利用孔78来吸附偏光膜14的第一面16,从而能够抑制按压部件54从膜载置部件52接收偏光膜14的前后的偏光膜14的位置偏差。
图14(A)是示意性表示使本实施方式的按压部件54与膜载置部件52接近,使偏光膜14的表背反转的状态的剖面图。图14(B)是表示膜载置部件52的一个例子的示意图。如图14(A)所示,使拱形的按压部件54接近膜载置部件52的外周部62直至快要接触为止,按压偏光膜14,由此,使凹凸面的形状的反转,即,使偏光膜14的表面56的凸面成为凹面,背面的凹面成为凸面。
此时,使偏光膜14的凸面16向背面(凹面)17侧凹陷,并且向偏光膜14的凸面侧按压凹面17的边缘。具体地说,使对偏光膜14进行保持的膜载置部件52的孔64的真空吸引停止。然后,从该孔64向偏光膜14的背面17的边缘喷射空气,从而对偏光膜14的反转进行辅助。从孔64喷射的气体,只要是能够不使偏光膜14变质的气体,就能够使用任意气体。例如,可以使用氮气、氦气,氧气、这些气体中两种以上的混合气体等。此外,也能够使销等与偏光膜14接触而进行按压。与利用销等进行按压的情况相比,使用气体更不易对偏光膜14造成损伤,因此能够提高成品率。
此外,空气的喷射并不是从停止真空吸引的孔64中的所有孔64进行的,而是可以从一部分孔64进行,以使表背反转的开始更容易。例如,如图14(B)所示,通过使对偏光膜14进行保持的内侧的孔64集中在外周部62的180°以下的范围,空气的喷射产生偏向,对于容易使偏光膜14开始反转是有效的。并且,按压部件54使用孔78来吸附偏光膜14的凸面16。由此,利用从凸面16侧的吸引能够对偏光膜14的反转进行辅助。此外,吸附屈曲部60的孔64直至偏光膜14的反转结束前为止持续进行真空吸引。通过以上方式,能够使偏光膜14反转,使偏光膜14从表面16为凸面的状态变成背面17为凸面的状态。曲面加工后实施了反转工序的偏光膜14与没有经过反转工序的偏光膜14相比不易卷曲,因此,到聚合结束为止能够使进行了曲面成型的偏光膜14的形状稳定。
(测定工序)
图15是表示测定本实施方式的上模131的凹部深度80的方法的图。在上模131的凹部深度80的测定中,如图15所示,利用接触式位移传感器81测定上模131的凹面131A的顶点高度。位移传感器81可以使用例如株式会社基恩士制造的GT系列、AT系列。此外,作为测定方法,除接触式位移传感器之外,还可以使用反射型激光传感器或超声波等非接触式传感器。凹部深度80可以预先测定。在这种情况下,在测定工序中只测定偏光膜14的中心的高度即可。
图16是表示测定本实施方式的偏光膜14的高度的方法的图。测定是通过接触式位移传感器或非接触式位移传感器进行的。虽然取决于材质,但偏光膜14通常容易因接触而变形或损伤,因此在偏光膜14的中心的高度82的测定中,如图16所示,优选使用非接触型的透射型激光传感器测定偏光膜14的顶点高度。例如,使用株式会社基恩士制造的CCD透射型数字激光传感器(IG系列)。此时,优选在利用夹具83保持偏光膜14的状态下对偏光膜14进行测定,以使偏光膜14的形状稳定。
<成型模的装配>
将进行了上述反转工序的偏光膜配置在成型模的型腔内,利用铸模法进行塑料透镜的成型,能够得到在内部埋设有偏光膜的偏光塑料透镜。虽然对偏光膜向成型模的配置方法没有特别的限制,但是如果在利用上模及下膜的至少一方保持偏光膜的状态下进行成型模的装配,就能够不准备具有膜保持部的垫片而进行成型模的装配,因此是优选的。以下,作为一个实施方式,对经过利用上模保持偏光膜的工序,利用铸模法对偏光膜进行成型的方法进行说明。
上述实施方式包括:
上模配置工序,以非成型面朝向上方、成型面朝向下方的状态配置上模;
粘合剂柱形成工序,通过从设置在上模的成型面下方的排出喷嘴排出具有触变性的固化性粘合剂,在上模的成型面周缘部形成粘合剂柱;
贴合工序,经由所形成的粘合剂柱贴合上模与偏光膜;
粘合剂柱固化工序,在贴合工序后对粘合剂柱实施固化处理;
成型模装配工序,利用贴合有偏光膜的上模、隔着该偏光膜与上模相对配置的下膜、及保持上模与下膜的间隔的密封部件,来装配具有在内部配置有偏光膜的型腔的成型模;
聚合固化工序,向所述型腔注入固化性组合物,通过使所注入的固化性组合物聚合固化,得到在内部配置有偏光膜的偏光塑料透镜。
(上模配置工序、粘合剂柱形成工序)
图17是表示进行本实施方式的上模配置工序及粘合剂柱形成工序的排出装置22的图。
本实施方式的排出装置22具备:X缸27,其沿相对于重力作用的方向垂直的方向(以下也称为水平方向)移动;Z缸29,其沿重力作用的方向(以下也称为铅直方向)上下移动;主轴33,其支承于X缸27及Z缸29;点胶机35和针筒36。
在主轴33的下表面配置有具有可挠性的真空吸盘37(在图17中表示了其侧面)。在排出装置22保持上模131的情况下,真空吸盘37与上模131的非成型面(凸面131B)接触。由此,上模131的成型面(凸面)131B被保持在主轴33的下表面。即,上模131的成型面(凹面)131A处于朝向下侧的状态。
设置在上模成型面的下方的点胶机35向上方排出预先充填于针筒36的粘合剂,由此形成粘合剂柱20。点胶机35受点胶机控制部39的控制,从喷嘴38以一定的排出量排出粘合剂20。由于凹面131A朝向下侧,因此形成于凹面131A的排出位置的粘合剂柱20处于向下下垂的状态。例如,在上述(日本)特开2012-198689号公报中公开了使凹面朝向上侧排出粘合剂的方法,但在该方法中,由于克服重力的作用堆起粘合剂,因此会存在粘合剂成块而倒下、倾斜,不能得到规定的设计高度的情况。在粘合剂柱20不能达到规定的高度的情况下,难以确定偏光塑料透镜100中的偏光膜14的位置,不能稳定地保持偏光膜,外观品质降低。另外,在对偏光塑料透镜100的一个面进行研磨(加工)的情况下,存在能够不对偏光膜14造成损伤地进行研磨的厚度减少,所得到的成品透镜的厚度比不包括偏光膜14的眼镜透镜的厚度厚的情况。对此,通过使凹面131A朝向下侧而形成粘合剂柱20,粘合剂柱20由于重力而下垂,因此能够更高精度且可靠地使粘合剂柱20形成规定的高度。由此,能够得到外观更好、更薄的成品偏光透镜,例如,能够得到非常适合用作眼镜用半成品透镜的偏光透镜。此外,在排出装置22中可以准备多个主轴33、点胶机35,利用一台排出装置22向多个上模131排出粘合剂20。作为点胶机35,例如,可以是武藏高科技株式会社制造的喷射式点胶机AeroJet(“AeroJet”为注册商标)。
接着,对使用排出装置22的粘合剂柱20的形成方法进行说明。
在对上模131进行定位后,利用点胶机325将粘合剂排出到上模131的外周部。如图17所示,将上模131配置于主轴33的真空吸盘37,驱动X缸27及Z缸29,适当地调整上模131的位置,将喷嘴38配置于与上模131的凹面131A的外周部相对的位置。然后,驱动点胶机35。也就是说,使主轴30旋转,从而使上模131沿周向旋转,在上模131的粘合剂排出位置到达喷嘴38的上方时驱动点胶机35,从喷嘴38将粘合剂排出到朝向重力作用的方向的下侧的凹面131A的外周部。由此,在凹面131A的排出位置,以朝向重力作用的方向的下侧下垂的状态形成粘合剂柱20。
排出装置22排出粘合剂直到粘合剂柱20达到规定的高度(长度)。某一排出位置的粘合剂柱20的高度(长度)是粘合剂柱20的顶点到从该顶点引到凹面131A的垂线与凹面131A的交点之间的距离。粘合剂柱的高度根据想要保持偏光膜14的高度决定即可,例如在凹面131A的曲率与膜14的曲率相同的情况下,优选为0.1mm以上1.0mm以下。通过使高度在0.1mm以上1.0mm以下,能够使偏光塑料透镜100的偏光膜14与凸面111之间的距离的最小值处于0.1mm以上1.0mm以下的范围。如果偏光膜14与凸面111之间的距离的最小值在0.1mm以上1.0mm以下,则在对透镜的凹面侧进行研磨而制造成品透镜的情况下,能够使所得到的成品透镜的厚度(最薄的部分的厚度)成为与不包括偏光膜14的眼镜透镜的厚度同等的1.1mm以下的透镜厚度。因此,对于包括偏光膜14的眼镜透镜,能够实现与不包括偏光膜14的眼镜透镜同等的厚度。此外,粘合剂柱是例如圆柱状或与圆柱近似的形状,但不限于此,也可以是棱柱状等任意块状的形状。
此外,在与上模131的凹部深度80相比,偏光膜14的中心的高度82高的情况下(与上模131相比,偏光膜14的曲率半径小的情况下),以上模131和偏光膜14的中心为基准控制间隔。这是由于,在这种情况下,如果以外周基准决定间隔,则偏光膜14的中心部会与上模131接触。在与上模131的凹部深度80相比,偏光膜14的中心的高度82低的情况下(与上模131相比,偏光膜14的曲率半径大的情况下),以上模131和偏光膜14的外周部为基准控制间隔。这是由于,在这种情况下,如果以中心基准决定间隔,偏光膜14的外周会与上模131接触。在上模131的凹部深度80与偏光膜14的中心的高度82相等的情况下,在任意的位置调节间隔即可,但优选以作为眼镜透镜而使用的顶点或顶点的周边为基准。
此外,如果如后所述地将偏光膜14粘贴于具有规定的高度的粘合剂柱20,则存在顶点略微磨损而高度发生变化的情况。在这种情况下,优选将粘合剂柱20的高度预先设定为加上由于粘贴偏光膜14而导致的高度减少量的高度。
在本实施方式中,通过在一个排出位置多次排出粘合剂来调节排出到该位置的粘合剂的量。为了可靠地形成规定高度的粘合剂柱20,优选地,排出喷嘴配置在应形成粘合剂柱的部位的正下方,更优选的是,从以这种方式配置的排出喷嘴朝向正上方排出粘合剂。此外,在应形成粘合剂柱的多个部位,优选凹面131A与粘合剂的排出方向所成的角是固定的。由此,在排出相同量的粘合剂的情况下,能够抑制粘合剂柱20的高度在各部位的偏差。
粘合剂柱20的高度能够通过调节排出到应形成粘合剂柱的部位的粘合剂的量来控制。为了不使粘合剂附着到不需要形成粘合剂柱的部位,优选地,在喷嘴38与凹面131A之间空出间隔,即,使粘合剂从喷嘴38作为粘合剂滴而喷出,进行排出。虽然可以增减一次从喷嘴38排出的粘合剂的量,但排出的粘合剂的量越多,粘合剂越难以作为粘合剂滴而喷出。
为了在成品的偏光透镜中确保有效直径(作为眼镜能够使用的区域的大小),粘合剂柱20的形成位置选为上模131的周缘部,优选为在对偏光塑料透镜100进行加工的情况下所得到的成品偏光透镜的有效直径的外侧。粘合剂柱20的形成位置可以是成型后的偏光塑料透镜100的周缘部的毛刺、在加工为圆形形状的透镜倒圆角工序等中除去的区域、或残留在透镜周缘部的区域,都没有问题。总之,是在将透镜装入顾客所选择的框架时,被进行切割的区域即可。在偏光塑料透镜100在市场中流通的情况下,优选地,是为了良好的外观印象而通过研磨切削除去的区域。此外,在粘合剂柱20不对成品偏光透镜的光学性能造成影响的情况下,也能够在有效直径内形成粘合剂柱。此外,从脱模的容易程度、脱模后的上模131的洗净性、偏光塑料透镜100的外周(边缘面)的形状加工量的最小化的观点出发,优选地,粘合剂柱20的直径是能够保持偏光膜14的最小直径。粘合剂柱的直径能够根据喷嘴38的开口部的内径调整,例如,优选直径在1.0~2.0mm的范围。为了防止粘合剂的飞散,使粘合剂可靠地堆在所需的位置,上模131与点胶机排出口的距离优选在50mm以下,更优选为30mm以下。如果点胶机35反复排出粘合剂,则粘合剂会堆积在喷嘴38的开口部附近,导致排出性能降低。因此,优选地,定期清洁喷嘴38的开口部附近。清洁除了利用真空吸取不需要的粘合剂的方法之外,也能够通过海绵、布、纸巾等擦拭的方法进行。除了人工作业之外,也可以在排出装置22上附加清洁机构。通过在向上模131排出前就开始空载运行,能够从初期开始就获得稳定的排出。
此外,在粘合剂的排出中,优选地,使排出喷嘴向下方移动来调整粘合剂柱的前端与排出喷嘴的前端之间的间隔。为此,使上模及排出喷嘴的一方或双方移动。例如,粘合剂柱越长,越使排出喷嘴向下方移动,或越使上模向上方移动,从而能够使粘合剂柱前端与排出喷嘴的前端之间的间隔保持一定。在这种情况下,优选地,向粘合剂相对于凹面131A排出的角度不发生变化的方向移动。
接着,对在粘合剂柱的形成中使用的粘合剂进行说明。
在本实施方式中,在粘合剂柱的形成中所使用的粘合剂兼具触变性和固化性。由此能够防止粘合剂柱的变形,利用粘合剂柱的高度控制上模与偏光膜之间的间隔,即,所制造的偏光塑料透镜中的从凸面到偏光膜的间隔。进一步对这一点进行说明,在本实施方式中,形成在上模的成型面周缘部的粘合剂柱朝向下方即重力作用的方向,因此不会像朝向上方突设的粘合剂柱那样因重力而倒下。但是,粘合剂柱起到限制模成型面与偏光膜之间的间隔的作用,若朝向下方形成的粘合剂柱因重力而变形,就难以控制模成型面与偏光膜之间的间隔。在本发明中,通过使用具有触变性的粘合剂来解决这一点。触变性(thixotropy)是指,粘度由于搅拌而降低,接着通过放置而使粘度增大的性质(JISK6800),在不施加压力的状态下维持形状,如果施加某种程度以上的压力,则流动性变高的物理性质。在上模成型面周缘部形成的具有触变性的粘合剂柱在与偏光膜贴合前没有被施加压力,因此不会由于重力而引起变形,能够维持形状。然后,在与偏光膜贴合时被施加压力而变形为稳定地接触保持偏光膜的粘合剂柱通过固化处理而被固化,因此,能够防止之后意想不到的变形导致上模与偏光膜之间的间隔发生变化。这样,根据本实施方式,利用粘合剂柱的高度,能够控制上模与偏光膜之间的间隔,即从所制造的偏光塑料透镜中的凸面到偏光膜的间隔。
作为粘合剂,优选使用触变系数2以上的粘合剂,更优选的是使用超过2的粘合剂,进一步优选为使用2.5以上的粘合剂,更进一步优选为使用3以上的粘合剂。触变系数是表示触变性的程度的指标,其越大意味着形状保持性越高。触变系数是通过在粘度计中利用转速Arpm测定的粘度V1与利用Arpm的1/10的转速测定的粘度V2的比“V2/V1”计算出的。转速A没有特别的限制,通常在1~100rpm的范围。此外,本发明中粘度是使用锥板型粘度计,在锥角度为3°,测定温度为25℃的条件下测定的值。触变系数为例如5以下,但是从触变性越高粘合剂柱的形状维持越容易的观点出发,上限没有限制。此外,从进一步良好地保持粘合剂柱的形状的观点出发,粘合剂的粘度优选为30,000mPa·s以上,更优选的是35,000mPa·s以上。从粘度越高形状保持性越好的观点出发,粘度越高越好,但是从涂敷的容易性的观点出发,优选粘度100,000mPa·s以下的粘合剂。更优选的是粘度不足80,000mPa·s,进一步优选为粘度70,000mPa·s以下。对于固化性,可以是通过加热而固化的热固化性的粘合剂,也可以是通过光照射而固化的光固化性的粘合剂。从制造效率的观点出发,希望固化时间短,因此优选使用光固化性的粘合剂。例如,能够将紫外线固化性的粘合剂作为合适的粘合剂而使用。粘合剂是例如包括预聚物、单体、光聚合开始剂等聚合开始剂及添加剂的组合物。粘合剂柱配置在成型模型腔内而与透镜单体接触,因此作为粘合剂,优选满足不溶入到透镜单体、不会因气体等的产生而使透镜单体产生气泡。作为能够优选使用的粘合剂,能够举出具有触变性的紫外线固化型丙烯酸类树脂组合物。
接着,对粘合剂柱的形成位置进行说明。
图18是表示向本实施方式的上模131的周缘部排出粘合剂而形成的粘合剂柱20的图。
粘合剂柱是例如利用点胶机排出具有触变性的紫外线固化性树脂组合物即粘合剂而形成的。粘合剂被排出到上模131的凹面131A的周缘即外周部的多个部位。在本实施方式中,粘合剂排出到了外周部的32个部位。排出粘合剂的位置与偏光膜的种类也有关,例如在两个部位以上,优选为四个部位以上。在不超过四个部位的情况下,存在未被粘合剂固定的部位的偏光膜14卷曲,不能使整个偏光膜14相对于偏光塑料透镜100的面保持在规定高度的位置的情况。利用TAC等形成有保护层的膜等刚性大的偏光膜14难以卷曲,因此,根据偏光膜14的材质,能够使排出部位为两个部位或三个部位。
例如,在透镜直径为65~80mm左右的、用于光学精度高的折射修正用眼镜的偏光塑料透镜(半成品透镜)中,如果形成约32个部位的粘合剂柱,就能够使偏光膜的弯曲减小到几乎不能目视确认的程度。在直径为65~80mm左右的透镜中,受能够排出的面积的制约,粘合剂柱形成部位通常最多为50个部位左右。为了更顺畅地将透镜单体充填到成型模型腔,优选地,在型腔内粘合剂柱不妨碍透镜单体的流动。从该点出发,粘合剂柱形成部位例如,优选为8个部位~50个部位左右,更优选的是16个部位~40个部位。如果粘合剂柱形成部位过多,则存在相邻的粘合剂柱彼此之间相连,透镜单体难以流动的情况。
并且,在多个部位形成粘合剂柱的情况下,优选地,使各个部位彼此之间的间隔的偏差小,更优选的是相等。即,优选粘合剂柱在上模成型面周缘部等间隔地形成。由此,能够容易地将偏光膜14整体保持在规定高度的位置。
(贴合工序)
图19是表示本实施方式的偏光膜14与上模131接近的状态的图。如图19所示,将经过反转工序的偏光膜14粘贴到利用上述测定工序测定的上模131上。更具体地说,基于上模131的凹部深度80和偏光膜14的中心高度82,靠近到上模131的凹面131A与偏光膜14之间的距离的最小值成为规定尺寸,使偏光膜14与粘合剂柱20接触。可以使上模131接近偏光膜14,也可以使保持于膜载置部件54的偏光膜14接近保持于固定吸盘30的上模131。或者使偏光膜、上模双方移动而接近。
(粘合剂柱固化工序)
图20是表示将偏光膜14固定于本实施方式的上模131的状态的图。具体地说,如图20所示,将偏光膜14固定于上模131。驱动未图示的紫外线照射装置,从照射灯44向粘合剂柱20照射紫外线,通过使粘合剂柱20固化,使粘合剂柱凝固。紫外线的照射方法除灯光源之外,还能够使用LED光源。作为LED光源,可以使用HOYA CANDEO OPTRONICS株式会社制造的EXECURE系列(“EXECURE”为注册商标)光源。在使用呈现紫外线固化性以外的固化性的粘合剂的情况下,根据粘合剂的性质适当地进行固化所需的处理即可。
(成型模装配工序)
通过以上工序,经过反转工序的偏光膜与上模经由粘合剂柱贴合。如图4所示,使与偏光膜贴合的上模与下膜132相对配置,利用粘着带46缠绕固定其周缘,从而形成内部配置有偏光膜的型腔。
在配置下膜132时,将下膜132与偏光膜14相对配置,以使型腔50的厚度(下膜132与上模131之间的距离)达到设定的厚度。即,上模131和下膜132空出规定距离,将偏光膜14夹在中间。下膜132为玻璃制成的圆形板状体。下膜132的凸面132A是用于对成型的偏光塑料透镜100的凹面121进行成型的曲面。
对粘着带46的材质没有特别的限定。此外,从易使用和经济性等观点出发,优选使用塑料粘着带。例如,作为粘着带46的基材准备聚丙烯制成的或聚对苯二甲酸乙二醇酯制成的基材,作为粘着剂准备丙烯酸类、天然橡胶类、硅类中的至少一种。此外,可以在粘着带46上设置用于注入透镜单体的注入口。通过在相对配置的下膜132及上模131的周面缠绕粘着带46,由偏光膜14介于之间的上模131及下膜132和粘着带46构成成型模12。
如上详述,根据本实施方式,经由向作为重力作用方向的下侧处于下垂状态的粘合剂柱20,使上模的成型面与偏光膜14抵接。在上模13的凹面131A与偏光膜14空出规定间隔的状态下,使粘合剂柱20固化,将偏光膜14固定于上模13的凹面131A。由此,能够相对于所制造的偏光塑料透镜100的凸面111以规定的间隔保持偏光膜14,因此能够得到外观品质良好的偏光塑料透镜100。此外,在上述实施方式中使用了密封部件即粘着带,但在使用垫片来代替带的情况下,也能够得到同样的效果。即,不在垫片上设置保持偏光膜14的构造(槽、钩子等),就能够以上模13的成型面与偏光膜14之间空出规定间隔的状态将偏光膜14保持在成型模12内,从而得到外观品质良好的偏光塑料透镜100。
<注入工序>
图21是示意性表示本实施方式的注入工序的成型模12的概略的剖面图。将图21所示的成型模12设置于图3所示的注入装置2的设置部10。然后,控制控制部,从设置于吸引部19的注入部25的未图示的注入针向型腔50内注入塑料原料组合物。注入工序的细节与之前参照图3说明的相同。
<固化工序>
注入工序后,将充填了透镜单体的成型模12放入加热炉进行加热。在这里,加热温度优选为0~150℃,更优选的是10~130℃,优选升温5~50小时,更优选的是10~25小时,从而进行聚合。例如,以30℃保持7小时,之后从30℃到120℃为止经15小时进行升温。
<脱模工序>
接着,在加热处理结束后,在脱模工序时,制造出固化性组合物(透镜单体)固化而使偏光膜14埋设在成型模12内的偏光塑料透镜100(参照图2)。从加热炉取出成型模12,剥离粘着带46,从偏光塑料透镜100取下上模131及下膜132。
如以上详述,根据上述实施方式,通过使进行了曲面加工的偏光膜的凹凸面变形而反转,能够提高偏光膜14的刚性,使其形状稳定化。由此,即使对偏光膜14的屈曲部60进行切割,偏光膜14也不易卷曲,容易保持切割前的形状。其结果是,与不使偏光膜14反转的情况相比,能够容易地在透镜模12的内部配置偏光膜14,使进行了曲面成型的偏光膜14的形状稳定到聚合结束为止。由此,能够实现在制造将偏光膜14保持在内部的偏光塑料透镜100时的制造工序的效率化。其结果是,能够削减偏光塑料透镜100的制造成本。此外,通过使形状稳定,能够使偏光塑料透镜100的外观品质提高并且稳定化。
此外,不限于上述实施方式,也能够通过以下形态实施。
(变形例1)
图22是示意性表示具备本变形例的保护夹具84的膜载置部件52的剖面图。在上述实施方式中,在偏光膜14的反转工序中,为了促使偏光膜14的反转而采用了喷射空气的方法,但是由于该空气的喷射,存在屈曲部60意外浮起,阻碍偏光膜14的反转的情况。如图22所示,可以使用防止切下的屈曲部60的上浮的保护夹具84来代替对屈曲部60的真空吸引或与真空吸引一起使用。
(变形例2)
图23是示意性表示本变形例的具备肋部85的偏光膜14的俯视图。在上述实施方式中在偏光膜14的周缘设有屈曲部60,在屈曲部60上还可以成形肋部85(设置在与偏光膜14的周向交差的方向,并且向凸面16侧突出的构造)。偏光膜由于加热处理而容易在与偏光轴70正交的方向上变形。通过设置肋部85,能够进一步抑制由加热处理造成的偏光膜14的变形,降低像差不良。
(变形例3)
在上述实施方式中使用透镜模12来制造偏光塑料透镜100,也可以使用以具有对偏光膜14进行保持的部件的垫片来代替透镜模12的方法、除了使用进行了曲面加工的偏光膜14之外的公知的偏光塑料透镜100的制造方法。反转的偏光膜14不易卷曲,因此在这些方法中,能够使偏光塑料透镜100的外观品质稳定化,使制造效率提高。
本发明的另一形态涉及偏光膜的制造装置。
上述制造装置包括膜反转部件组,该膜反转部件组用于对进行了曲面加工的偏光膜进行按压而使凸面形状反转为凹面形状的反转工序中,
上述膜反转部件组具有:按压部件,其具有凸面;偏光膜载置部件,其具备膜载置部,该膜载置部具有外周部和在被该外周部包围的中央部的凹部。
在一个形态中,上述按压部件凸面的曲率与上述外周部的表面部的径向曲率相同。另外,在与它们具有相同的曲率的偏光膜的反转工序中,优选使用上述膜反转部件组。
此外,也能够将具有相同曲率的按压部件和偏光膜载置部件的反转部件组以不同的曲率准备多组。能够从多组中选择具有与在反转工序中附加的偏光膜的曲率对应的曲率的反转部件组,进行反转工序,不需要每次重新制造部件就能够实施各种形状(曲率)的偏光膜的反转工序。图24是表示两组不同曲率的反转部件组的立体图。图24(A)所示的按压部件(称为低基础曲线按压部件)比图24(C)所示的按压部件(称为高基础曲线按压部件))曲率小。图24(B)所示的膜载置部件(称为低基础曲线膜载置部件)的膜载置部的外周部的表面部的径向曲率比图24(D)所示的膜载置部件(称为高基础曲线膜载置部件)小。此外,低基础曲线按压部件和低基础曲线膜载置部件具有相同曲率,高基础曲线按压部件和高基础曲线膜载置部件具有相同曲率。在这种情况下,将低基础曲线按压部件和低基础曲线膜载置部件作为一组反转部件组(低基础曲线用),将高基础曲线按压部件和高基础曲线膜载置部件作为一组反转部件组(高基础曲线用)。然后,根据在反转工序中附加的偏光膜的曲率,选择使用哪一组反转部件组来进行偏光膜的反转工序。在这里,优选选择具有与偏光膜的曲率更接近的曲率的反转部件组。在反转工序中使用的反转部件组的曲率越接近偏光膜的曲率,在反转工序后偏光膜越容易具有与在曲面加工中形成的形状接近的曲面,因此是优选的。
如上所述,表示了使用两组反转部件组的形态,但通过准备更多的曲率不同的反转部件组,能够选择更接近实施了反转工序的偏光膜的曲率的反转部件组。
粘合剂的种类、粘合剂柱的形成方法的研究
使用以下表1所示的四种粘合剂,利用上述实施方式在上模的朝向下方的成型面周缘部形成粘合剂柱。在粘合剂柱形成后,利用上述实施方式实施贴合工序及粘合剂柱固化工序,贴合上模与偏光膜(实验1~4)。实验1~4除了改变粘合剂种类之外,以相同条件实施。
作为实验5,使用粘合剂A,根据前述的(日本)特开2012-198389号公报所述的实施方式,对于成型面朝上的上模,从设置在成型面上方的排出喷嘴对下方的成型面排出透镜单体,形成粘合剂柱。然后,根据同一公报所述的实施方式,贴合上模与偏光膜。
在以上实验中,如图18所示,在32个部位形成直径1.0~2.0mm的粘合剂柱。
对于各实验,测定位于上模与偏光膜之间的粘合剂柱的高度,利用以下判断基准进行评价,即,在32个部位测定的高度的平均值越接近作为目标的粘合剂柱高度(设定值),就判断为越好。结果如表1所示。
<评价基准>
A:设定值~-10%(能够极为精密地控制设定高度的范围)
B:设定值-11%~-20%(能够精密地控制设定高度的范围)
C:设定值-21%~-30%
D:设定值-31%以下
E:发生粘合剂柱的倾斜、倒下
【表1】
粘合剂A:协力化学产业株式会社紫外线固化性丙烯酸树脂组合物WORLD ROCK 884OH2
粘合剂B:协力化学产业株式会社紫外线固化性丙烯酸树脂组合物WORLD ROCK 8172H2
粘合剂C:协力化学产业株式会社紫外线固化性丙烯酸树脂组合物WORLD ROCK XVL9OT3
粘合剂D:协力化学产业株式会社紫外线固化性丙烯酸树脂组合物WORLD ROCK VBO6
对于曲面加工后的偏光膜加热温度的研究
<样品透镜1的制造>
1.偏光膜的湿润处理、曲面加工、之后的加热处理
将在市面上出售的PVA制成的二色染料类的偏光膜配置在恒湿高温装置内进行湿润处理,使曲面加工开始时的含水率达到约4%。将湿润的偏光膜在室温(20~25℃)放置两分钟左右之后,基于图7说明的前述方法进行曲面加工。曲面加工也同样在室温下进行。
接着,使用在市面上出售的热风循环式炉将进行了曲面加工的偏光膜以120℃加热30分钟。加热是不使用曲面加工台(玻璃型)260而进行的。
2.利用铸塑聚合法的透镜的成型、脱模
作为塑料透镜原料,将50.6g间苯二甲基二异氰酸酯,49.4g 4,8-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫代十一烷进行混合,充分地进行搅拌。
作为紫外线吸收剂使用1.2g商标名称为“SEESORB701”(西普洛化成工业制造)的吸收剂,作为内部脱模剂添加0.1g商标名称为“MR用内部脱模剂”(三井化学社制造)的脱模剂,在混合后,充分地搅拌,在完全分散或溶解的塑料透镜原料中,作为催化剂添加100ppm二氯化二丁基锡,在室温下充分地搅拌,使其成为均匀的溶液,将该组合物减压到5mmHg,一边搅拌一边进行30分钟除气,制造出透镜单体。
向将上述1.的加热处理后的偏光膜配置在内部的成型模内,注入制造的透镜单体。上模及下膜的表面形状为球面,内径为80mm,曲率半径为130.4mm。
然后,将成型模配置于加热炉,以30℃保持7小时,然后经10小时从30℃升温到120℃,进行加热固化。
加热固化后,将成型模从加热炉取出,使透镜从成型模脱模,得到透镜(半成品透镜)。利用曲线生成机(カーブジェネレーター)及研磨装置对该透镜的凹面进行磨削/研磨加工,能够得到与处方度数一致的视力修正用眼镜透镜。
<透镜的光学性能的评价>
为了评价脱模后的透镜(圆形的未切割状态)的透镜变形,利用以下项目进行光学性能的评价。此外,目视检查由透镜检查经验3年以上的检查人员实施。评价结果如表2所示。
(1)形状变形
利用曲率半径测定装置“FOCOVISON”(Automation&Robotics公司制造)测定透镜的凸面几何学中心位置(=光学中心)的最大曲率半径(mm)(Rmax)和最小曲率半径(mm)(Rmin)。
以最大曲率半径(mm)与最小曲率半径(mm)的曲率差(Rmax-Rmin)作为透镜的变形(像散)的指标,如下所述地进行评价。此外,透镜的凸面为球面设计,凸面几何学中心是指俯视透镜时通过圆的中心的垂线与透镜凸面侧的交点。
曲率差在0以上且不足3mm:○(合格),3mm以上且不足4mm:△(能够观察到轻微变形,但在眼镜佩戴上没有影响,4mm以上:×(实际使用时有影响)
(2)偏光膜的变色
利用目视确认透镜中的偏光膜14的变色有无。
无变色:○
观察到色相没有改变的程度的变色:△
观察到色相明显不同的变色:×
(3)偏光膜的翘曲
通过目视(透镜检查经验3年以上的检查人员)确认透镜中的偏光膜的翘曲(面形状的变形)。
完全观察不到翘曲:○
在透镜周缘部的一部分观察到翘曲,但在眼镜佩戴上没有问题:△
一眼就能观察到翘曲:×
·综合评价
将透镜的变形、偏光膜的变色、偏光膜的翘曲均没有被判定为×的透镜标记为○,有一个判定为×的透镜标记为×。将所有评价均为○的透镜标记为◎。
<样品透镜2~5及参照透镜1~4>
在表2所示的条件下,在进行了曲面加工的偏光膜的加热之外,与样品透镜1的制造同样地制造了各种样品透镜及参照透镜。此外,在参照透镜1中,不对偏光膜进行加热而使用。
<样品透镜6、7及参照透镜5、6>
在样品透镜1的制造中,使用在由PVA制成的二色染料类偏光膜的两面具有由TAC制成的保护膜的在市面上出售的叠层偏光膜(TAC/PVA)来代替在市面上出售的PVA制成的二色染料类偏光膜,除了在表2的条件下进行偏光膜的加热之外,与样品透镜1的制造同样地制造各种样品透镜及参照透镜。
<样品透镜8>
除了利用在曲面加工中使用的曲面加工台260保持偏光膜而进行加热之外,与样品透镜2的制造同样地制造透镜。
【表2】
如表2所示,对于以105℃对进行了曲面加工的偏光膜进行加热的样品透镜4中,曲率半径差(Rmax-Rmin)为3.5mm。此外,在以140℃对偏光膜进行加热的样品透镜5及7中,虽然能够观察到色相没有改变的程度的变色,但是任一样品透镜作为偏光透镜在实际使用上都没有影响。
此外,通过以120℃~130℃进行加热,能够得到透镜的变形、偏光膜的变色更少、光学性能及外观更为优异的透镜。
使用叠层偏光膜的样品透镜6、7也是同样的结果,因此不限于PVA膜,在其他膜中,通过使用以同样的条件进行加热的偏光膜,能够抑制透镜的形状变形。
相比之下,在参照透镜1~3及参照透镜5中,曲率半径差(Rmax-Rmin)在4mm以上,透镜产生了大的形状变形。参照透镜1~3及参照透镜5的加热温度均不足105℃,认为在注入透镜基材所用的可聚合的组合物之前的偏光膜的收缩不充分。由此,认为偏光膜在加热固化时收缩,透镜产生了变形。
并且,在参照透镜4及参照透镜6中,以150℃对偏光膜进行加热,所以虽然能够抑制透镜的变形,但是偏光膜变质,产生了变色。
在没有使用曲面加工台260的样品透镜1~7中,偏光膜的形状产生了略微的翘曲,相比之下,在使用了曲面加工台260的样品透镜8中得到了翘曲得到抑制的具有更为优异的光学性能的透镜。
因此,利用曲面加工台260保持偏光膜并对其进行加热,能够很好地抑制偏光膜的形状变形及翘曲,得到外观更好的透镜。
根据以上结果能够确认,通过以规定温度对曲面加工后的透镜进行加热,能够提供成为像散的原因的透镜表面形状的变形少的偏光塑料透镜。
此外,利用用于曲面加工的曲面加工台260保持进行了曲面加工的偏光膜,对其进行加热,能够抑制偏光膜的曲面部261a(参照图7)的形状从所设定的形状发生变化。因此,能够制造外观更为良好的偏光透镜。
通过对以上说明的曲面加工和包括之前详述的偏光膜的反转工序的偏光透镜的制造方法进行组合,能够抑制由进行了曲面加工的膜的收缩引起的处理的困难性、膜偏光膜的变形和透镜表面形状的变形,能够以高的制造效率得到品质极高的偏光透镜。
工业实用性
本发明在眼镜及眼镜透镜的制造领域是有用的。

Claims (10)

1.一种偏光塑料透镜的制造方法,其特征在于,包括:
反转工序,通过按压进行了曲面加工的偏光膜,使凸面形状反转为凹面形状;
成型模装配工序,利用被反转的偏光膜、上模、下膜、及保持上模与下膜之间的间隔的密封部件,装配将被反转的偏光膜配置在型腔内部的成型模;
聚合固化工序,向所述型腔注入固化性组合物,使所注入的固化性组合物聚合固化,由此得到在内部配置有偏光膜的偏光塑料透镜。
2.根据权利要求1所述的偏光塑料透镜的制造方法,其特征在于,
利用凸面中央部按压处理、及背面周缘部按压处理中的至少一个处理进行所述反转工序,所述凸面中央部按压处理对包括进行了曲面加工的偏光膜的凸面中央部的区域进行按压,所述背面周缘部按压处理对该凸面的背面周缘部进行按压。
3.根据权利要求2所述的偏光塑料透镜的制造方法,其特征在于,
利用按压部件的凸面按压所述区域来进行所述凸面中央部按压处理,所述按压部件的该凸面具有与进行了曲面加工的所述偏光膜的曲率相同的曲率。
4.根据权利要求3所述的偏光塑料透镜的制造方法,其特征在于,
所述按压部件具有吸引机构,利用该吸引机构吸引保持被按压的偏光膜。
5.根据权利要求2~4中任一项所述的偏光塑料透镜的制造方法,其特征在于,
通过向所述背面周缘部喷吹气体来进行所述背面周缘部按压处理。
6.根据权利要求2~4中任一项所述的偏光塑料透镜的制造方法,其特征在于,
对于载置于偏光膜载置部件的偏光膜进行所述反转工序,
所述偏光膜载置部件具备膜载置部,该膜载置部具有外周部和位于被该外周部包围的中央部的凹部,
进行了曲面加工的所述偏光膜以所述背面周缘部与所述外周部接触,被所述背面周缘部包围的中央部配置在所述凹部上方且与膜载置部不接触的状态被保持。
7.根据权利要求6所述的偏光塑料透镜的制造方法,其特征在于,
所述膜载置部的所述外周部的表面的径向曲率与进行了曲面加工的所述偏光膜的曲率相同。
8.根据权利要求6所述的偏光塑料透镜的制造方法,其特征在于,
通过从设置在所述外周部的表面的通气口喷射气体来进行所述气体的喷吹。
9.根据权利要求8所述的偏光塑料透镜的制造方法,其特征在于,
在所述气体的喷出前,通过从所述通气口进行吸引来吸引保持进行了曲面加工的所述偏光膜的背面周缘部。
10.一种偏光塑料透镜,其特征在于,
利用权利要求1~9中任一项所述的制造方法得到。
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