JP2012198390A

JP2012198390A - 眼鏡用偏光プラスチックレンズの製造方法

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Publication number: JP2012198390A
Application number: JP2011062539A
Authority: JP
Inventors: Masaki Ihara; 正樹井原; Toshihiko Shimizu; 敏彦清水; Koichi Ikegami; 公一池上
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2011-03-22
Filing date: 2011-03-22
Publication date: 2012-10-18

Abstract

【課題】モールド組立ての柔軟性を確保し、偏光フィルムの成形に依存しない高品質な眼鏡用偏光プラスチックレンズの製造方法を提供する。
【解決手段】眼鏡用偏光プラスチックレンズの製造方法は、偏光フィルム１４の外周部を折り曲げて偏光フィルム１４の外周の側面を形成する工程と、第１のレンズ用モールド１６及び偏光フィルム１４の側面の周囲を包囲して第１のレンズ用モールド１６と偏光フィルム１４とを保持する第１の間隔保持用部材４６によって、偏光フィルム１４を第１のレンズ用モールド１６に固定する工程と、第１及び第２のレンズ用モールド１６，１８及び第１の間隔保持用部材４６と第２のレンズ用モールド１８との周囲を包囲して、第１の間隔保持用部材４６と第２のレンズ用モールド１８とを保持する第２の間隔保持用部材４７によって、偏光フィルム１４の両側に外界と区画されるキャビティーを形成する工程と、を含む。
【選択図】図４

Description

本発明は、眼鏡用偏光プラスチックレンズの製造方法に関するものである。

一般に、キャスト法でプラスチックレンズを製造する際には、モールド枠の役目をするリング状のガスケット（治具本体）と、当該ガスケットの両端開口部に嵌合される一対のモールド部材とが用いられる。前記ガスケットの側壁部にはモノマー注入口が貫通形成されており、当該注入口を介して前記両モールド部材が嵌合されたガスケット内にはレンズ材料とされるモノマーが充填注入される。そして、当該モノマーがガスケット内で固化すると、前記両モールド部材の嵌合状態が解除され、ガスケット内から所定の厚さに成形されたプラスチックレンズが取り出されるようになっている。

このように、従来からプラスチックレンズを製造する際には、モノマー注入口が形成されたガスケットがレンズ製造用治具として用いられているが、実用上は製造されるプラスチックレンズの種類に応じて多種多様なガスケットが使い分けされている。例えば、近時においては、偏光フィルム等の機能性フィルムがレンズ厚肉内に埋設されたプラスチックレンズ（以下、「機能性レンズ」という。）の製品需要が増えているが、かかる機能性レンズを製造する際には、特許文献１に記載されているようなガスケットが使用される。

即ち、この特許文献１に記載されたガスケットは、その側壁部内面に機能性フィルムをセット支持するための支持凸部が全周に亘って形成されており、その支持凸部の頂面には前記機能性フィルムの周縁部が差し込み支持される挿入溝が同じく全周に亘って形成されている。したがって、このガスケットを用いて前記機能性レンズを製造する際には、まず前記支持凸部の挿入溝内に機能性フィルムの周縁部を差し込み支持して当該機能性フィルムをガスケット内にセットする。そして前後一対のモールド部材をガスケットの両端開口部に各々嵌合した後、モノマー注入口からモノマーをガスケット内に注入する。すると、前記機能性フィルムによって前後２つに区画されたガスケット内の各空隙にモノマーが充填され、各空隙内のモノマーが前記機能性フィルムをサンドイッチする状態で固化する。その結果、レンズ厚肉内に機能性フィルムが埋設された機能性レンズが成形される。

また、偏光プラスチックレンズの製造方法の一例として例えば特許文献２を挙げる。特許文献２は眼鏡用偏光プラスチックレンズに関する技術であって、偏光フィルムをモールドに保持させた状態でモールド内のキャビティーに調合されたモノマー（重合原料）を充填し、加熱硬化させた後に離型させるように製造するのが一般的である。このような製造方法によって特許文献２のような偏光フィルムがレンズによって表裏からサンドイッチ状に挟まれた偏光プラスチックレンズが得られるようになっている。

特開２００１−３１１８０４号公報特開２００５−９９６８７号公報

ところが、ガスケットを用いて機能性フィルムを保持する場合、機能性フィルム毎の形状差に関係なく、ガスケットの設計・製造精度で保持位置が決ってしまうため、成形後の機能性フィルム位置（中心部）がばらついてしまい機能性レンズの薄型化に限界があるという問題があった。

また、屈折率やベースカーブ毎にガスケットを保有する必要があり、設計変更や新素材への適応に柔軟性がなかった。

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］一軸延伸した偏光フィルムをプラスチック内部に保持させた眼鏡用偏光プラスチックレンズの製造方法であって、前記偏光フィルムの外周部を折り曲げて該偏光フィルムの外周の側面を形成する工程と、前記眼鏡用偏光プラスチックレンズの表裏いずれか一方の面を形成するための第１のレンズ用モールドの内面と前記偏光フィルムとの間を所定の間隔を空けた状態で配置するとともに、前記第１のレンズ用モールド及び前記偏光フィルムの側面の周囲を包囲して前記第１のレンズ用モールドと前記偏光フィルムとを保持する第１の間隔保持用部材によって、該偏光フィルムを前記第１のレンズ用モールドに固定する工程と、前記眼鏡用偏光プラスチックレンズの表裏いずれか他方の面を形成するための第２のレンズ用モールドの内面と前記第１のレンズ用モールドの内面との間を所定の間隔を空けた状態で配置し、前記第１及び第２のレンズ用モールド、及び前記第１の間隔保持用部材と前記第２のレンズ用モールドとの周囲を包囲して、前記第１の間隔保持用部材と前記第２のレンズ用モールドとを保持する第２の間隔保持用部材によって、前記偏光フィルムの両側に外界と区画されるキャビティーを形成する工程と、前記キャビティー内にプラスチックレンズ用のモノマーを充填する工程と、及び、前記モノマーを硬化させた後に前記第１及び第２のレンズ用モールドを離型する工程と、を含むことを特徴とする眼鏡用偏光プラスチックレンズの製造方法。

これによれば、偏光フィルムの外周部を折り曲げた形状にすることで、外周の側面を形成し、偏光フィルムと第１のレンズ用モールドを一定の間隔に保持したまま固定化させて、偏光フィルムを第１のレンズ用モールド側で保持することで、ガスケットを使用することなく偏光フィルムをモールド内に保持することが可能となり、モールドの設計変更、眼鏡用偏光プラスチックレンズの厚さ変更への対応などガスケット重合では容易に切替えることができないこれらの要求に対して柔軟性を確保できる。

［適用例２］上記眼鏡用偏光プラスチックレンズの製造方法であって、前記所定の間隔は、前記偏光フィルムと前記第１及び第２のレンズ用モールドとの中心基点での距離であることを特徴とする眼鏡用偏光プラスチックレンズの製造方法。

これによれば、組立ての都度偏光フィルムと第１及び第２のレンズ用モールドとの中心基点で組み立てることにより、モールド中心に対する偏光フィルム中心の位置を常に一定にすることが可能となる。すなわち、偏光フィルムの成形精度を加味して必要以上に中心部に余裕を持たせる必要がなくなるため、眼鏡用偏光プラスチックレンズの薄型化につながり、偏光フィルムの成形精度に依存しない高品質な眼鏡用偏光プラスチックレンズを製造方法を提供できる。

［適用例３］上記眼鏡用偏光プラスチックレンズの製造方法であって、前記第１及び第２の間隔保持用部材は、粘着テープであることを特徴とする眼鏡用偏光プラスチックレンズの製造方法。

これによれば、重合硬化の際にキャビティー内に注入されたモノマーの収縮が生ずるが、粘着テープがモノマーの収縮に追従して収縮し、キャビティー内の空隙の発生を防止し、レンズカケ（欠け）を皆無にすることができる。すなわち、レンズカケにより廃棄するレンズが皆無となる。これにより、製造歩留りが向上するとともに、モノマーの使用量の削減、燃焼処理などによる廃棄の際に生じる排気ガスの削減などの効果が得られ、環境負荷を大幅に低減することができる。

本実施形態に係るプラスチックレンズの製造工程を示す図。本実施形態に係る偏光フィルムの製造方法を示す図。本実施形態に係るプラスチックレンズの製造方法を示す図。本実施形態に係るプラスチックレンズの製造方法を示す図。本実施形態に係るプラスチックレンズの製造方法を示す図。

以下、本実施形態に係る眼鏡用偏光プラスチックレンズ（以降、プラスチックレンズという）の製造方法を図面に基づいて説明する。

図１は、本実施形態に係るプラスチックレンズの製造工程を示す図である。本実施形態の製造方法は、図１に示すように大きく分けて５つの工程によって実行される。以下、この工程を順に説明する。

（偏光フィルムの調整）
この工程は本実施形態の方法に使用される偏光フィルムの製造工程となる。
図２は、本実施形態に係る偏光フィルムの製造方法を示す図である。図２（Ａ）に示すように、一軸延伸したＰＶＡ（ポリビニルアルコール）製フィルムを長方形形状にカットした平板状のシート体１０を周知のプレス手段によってプレスすることで同形状の２つの球面形状の湾曲面１２が形成される。この湾曲面１２のカーブは製造される予定のプラスチックレンズ２（図５（Ｂ）参照）のベースカーブと略同じカーブに設定されている。偏光フィルム１４は、プラスチックレンズ２のベースカーブと同じ曲率に形成されていてもよい。本実施形態では各々の湾曲面１２の周囲のシート体１０部分を残しながら図上破線Ｋに沿ってカットして偏光フィルム１４を得る。

偏光フィルム１４は、図２（Ｂ）に示すように、外周に側面１５が形成されている。偏光フィルム１４の外周の側面１５は偏光フィルム１４の外周部を折り曲げることにより形成される。偏光フィルム１４の外径は、第１のモールド（第１のレンズ用モールド）１６の外径と略同じで、第２のモールド（第２のレンズ用モールド）１８の外径より小さい。例えば、偏光フィルム１４の径は、第２のモールド１８の径より０．５ｍｍ程度小さい。これにより、偏光フィルム１４と第１及び第２のモールド１６，１８とを固定するためのテーピング時のテープ厚を吸収できるためテーピング作業がスムーズに行える。

（モールドの組立）
図３〜図５は、本実施形態に係るプラスチックレンズ２の製造方法を示す図である。
まず、図３（Ａ）に示すように、偏光フィルム１４をホルダー５１に載せる。偏光フィルム１４は、図３（Ｂ）に示すように、縁取りの複数個所に孔２０が設けられている。本実施形態では４箇所の孔２０が設けられている。これにより、プラスチック原料組成物（モノマー）の注入時、偏光フィルム１４の両側に原料が回り込むようになり、キャビティー５０内へのモノマーの注入をスムーズに行うことができる。

次に、組み立てる第１のモールド１６の中心高さ、保持された偏光フィルム１４の中心の高さを計測する。
偏光フィルム１４の高さ測定では、偏光フィルム１４は軟質であるため、非接触タイプのセンサー（例えば、キーエンスＣＣＤ透過型デジタルレーザーセンサーＩＧシリーズ）を用いて偏光フィルム１４の頂点高さを測定する。
第１のモールド１６の高さ測定では、第１のモールド１６は硬質なので、接触式の測定プローブを有する装置（例えば、ＮｉｋｏｎデジマイクロＭＦシリーズあるいはミツトヨデジマチックインジケーター５４３シリーズ）で型の頂点高さを測定する。
次に、図４（Ａ）に示すように、偏光フィルム１４の表方向から第１のモールド１６を偏光フィルム１４上に載せるようにする。具体的には、ホルダー５１に保持された偏光フィルム１４を、第１のモールド１６に接近させる。

第１のモールド１６はガラス製の円形板状体とされている。第１のモールド１６の裏面１６ａは成形されるプラスチックレンズ２の表面（物体側）を成形するための曲面とされている。

第１のモールド１６は、紫外線が透過する特性を有する材料であれば、特に種類（無機物、有機物）は問わない。本実施形態では、第１のモールド１６にクラウンガラスを用いる。なお、光透過性の有機物（例えば樹脂）は、紫外線の照射により劣化するため、プラスチックレンズを大量に成形するモールドには適さない。しかし、コスト安の利点を利用して、例えば少量のサンプル製品等を成型するモールドに用いてもよい。

次に、第１のモールド１６と偏光フィルム１４との中心高さを元に、第１のモールド１６と偏光フィルム１４とを任意の間隔まで近づける。その後、第１のモールド１６と偏光フィルム１４とを所定間隔で保持し、この２枚の第１のモールド１６の側面及び偏光フィルム１４の側面１５に、片面に接着剤層を有する第１の粘着テープ（第１の間隔保持用部材）４６を１周より少し多く巻き付ける。この際、偏光フィルム１４はホルダー５１を介して固定パッド５２にセットされ、第１のモールド１６も固定パッド５２にセットされている。固定パッド５２は、図示しないモーター装置から突出する回転軸５４により回転駆動される。

次に、設定された中心厚となるように第２のモールド１８と対向配置させる。第２のモールド１８は表裏とも同じ曲率の球面から構成されたメニスカス形状のガラス製の円形板状体とされている。第２のモールド１８の表面１８ａは成形されるプラスチックレンズ２の裏面（眼球側）を成形するための曲面とされている。偏光フィルム１４の表裏方向から第１及び第２のモールド１６，１８を偏光フィルム１４を間に挟むようにする。

次に、図４（Ｂ）に示すように、一対の第１の粘着テープ４６で固定された第１のモールド１６及び偏光フィルム１４と、第２のモールド１８とを、必要な間隔をとって保持し、この第１の粘着テープ４６と第２のモールド１８の側面に、片面に接着剤層を有する第２の粘着テープ（第２の間隔保持用部材）４７を１周より少し多く巻き付ける。この際、第１の粘着テープ４６で固定された第１のモールド１６及び偏光フィルム１４は固定パッド５２にセットされ、第２のモールド１８も固定パッド５２にセットされている。固定パッド５２は、図示しないモーター装置から突出する回転軸５４により回転駆動される。

第１及び第２の粘着テープ４６，４７の材質は特に限定されない。なお、使いやすさや経済性等の観点から、プラスチックの粘着テープを使用することが好ましい。例えば、基材がポリプロピレン製のものとポリエチレンテレフタレート製のものを、粘着剤には、アクリル系、天然ゴム系、シリコン系のものを各々組み合わせて用意する。なお、第２の粘着テープ４７には、モノマーを注入するための注入孔（図示せず）を設けてもよい。

このように偏光フィルム１４を介在させて組み立てられた第１及び第２のモールド１６，１８と第１及び第２の粘着テープ４６，４７との状態を母型４８とする。

（モノマーの注入）
次に、図５（Ａ）に示すように、このように組み立てられた母型４８に対して調合されたモノマーを減圧下で脱気処理した後、注入孔より注入器を用いて、この一対の第１及び第２のモールド１６，１８と第１及び第２の粘着テープ４６，４７とで形成されたキャビティー５０内に、キャビティー５０内に気泡が残らないようにモノマーを充填する。

（加熱・硬化）
その後、プラスチック原料組成物を充填した母型４８を加熱炉に入れて加熱する。ここで、加熱温度は、好ましくは０〜１５０℃、より好ましくは１０〜１３０℃であり、加熱は、好ましくは５〜５０時間、より好ましくは１０〜２５時間かけて昇温し、重合を行う。例えば、３０℃で７時間保持し、その後３０〜１２０℃まで１０時間かけて昇温した。

（脱型）
加熱処理が終了すると、モノマーが固化して母型４８内に偏光フィルム１４が内蔵されたプラスチック原料組成物硬化品が成形される。この母型４８を加熱炉より取り出し、第１及び第２の粘着テープ４６，４７を剥離し、第１及び第２のモールド１６，１８とプラスチック原料組成物硬化品とを分離させ、図５（Ｂ）に示すように、周囲をカットして完成品としてプラスチックレンズ２を得る。

本実施形態によれば、偏光フィルム１４の外周部を折り曲げた形状にすることで、外周の側面を形成し、偏光フィルム１４と第１のモールド１６を一定の間隔に保持したまま固定化させて、偏光フィルム１４を第１のモールド１６側で保持することで、モールドの設計変更、プラスチックレンズ２の厚さ変更、偏光フィルム１４の形状変更への対応など、ガスケット重合では容易に切り替えることができないこれらの要求に対して柔軟性を確保できる。

また、組立ての都度偏光フィルム１４と第１及び第２のモールド１６，１８とを一及び他所定の間隔で組み立てることにより、第１及び第２のモールド１６，１８の中心に対する偏光フィルム１４の中心の位置を常に一定にすることが可能となる。すなわち、偏光フィルムの成形精度を加味して必要以上に中心部に余裕を持たせる必要がなくなるため、プラスチックレンズ２の薄型化につながり、偏光フィルム１４の成形精度に依存しない高品質なプラスチックレンズ２の製造方法を提供できる。

また、組立ての都度偏光フィルム１４と第１及び第２のモールド１６，１８とを一及び他所定の間隔で組み立てることにより、常に同じ厚さで組み立てることが可能となり、プラスチックレンズ２の薄型化につながるので、偏光フィルム１４の成形に依存しない高品質なプラスチックレンズ２の製造方法を提供できる。

更に、第１のモールド１６、偏光フィルム１４、及び第２のモールド１８をこの順で並べて第１及び第２の粘着テープ４６，４７でテーピングするだけで偏光フィルム１４を内部に配置したモノマーが充填（封入）されたキャビティー５０が形成されることとなり、プラスチックレンズ２を製造するためのキャビティー構築が従来に比べて格段に速く簡単にできることとなってトータルとしてコストダウンに貢献する。

なお、この発明は、次のように変更して具体化することも可能である。上記実施形態で第１のモールド１６と偏光フィルム１４とを近接させる場合、偏光フィルム１４のみを移動させるだけでなく、第１のモールド１６を移動させる方法や第１のモールド１６と偏光フィルム１４との両方を移動させて近接させてもよい。

上記実施形態では平板なホルダー５１を例として挙げたが、ホルダー５１の偏光フィルム１４と対向する面を偏光フィルム１４と同じような湾曲面として、偏光フィルム１４面がホルダー５１面に密着するようにしてもよい。その際、偏光フィルム１４がホルダー５１により密着するように、ホルダー５１側に偏光フィルム１４を吸着する手段を設けてもよい。例えば、吸引、静電気等である。

上記実施形態では球面形状に湾曲した偏光フィルム１４を例として挙げたが、平板な偏光フィルム１４に応用するようにしてもよい。また、偏光フィルム１４は必ずしも周囲円形形状に構成されていなくともよい。

上記実施形態の偏光フィルム１４の材質は上記に限定されるものではない。上記実施形態ではＰＶＡであったがその他ポリエチレンテレフタレート等の他のプラスチックを使用することも可能である。また、ＰＶＡ等の偏光フィルムの両面をトリアセチルセルロースやポリカーボネートで挟んだフィルムや、ＰＶＡ等の偏光フィルムの片面にトリアセチルセルロースやポリカーボネートを貼り付けたフィルムを使用することも可能である。

上記実施形態の第１及び第２のモールド１６，１８の保持方法は、第１及び第２の粘着テープ４６，４７を例示しているが、応用としてガスケットを使用してもよい。
上記実施形態の偏光フィルム１４は、縁取りの４箇所に円形状の孔２０を例示しているが、孔は円形状に限定されるものではない。

２…プラスチックレンズ（眼鏡用偏光プラスチックレンズ）１０…シート体１２…湾曲面１４…偏光フィルム１５…側面１６…第１のモールド（第１のレンズ用モールド）１６ａ…裏面１８…第２のモールド（第２のレンズ用モールド）１８ａ…表面２０…孔４６…第１の粘着テープ（第１の間隔保持用部材）４７…第２の粘着テープ（第２の間隔保持用部材）４８…母型５０…キャビティー５１…ホルダー５２…固定パッド５４…回転軸。

Claims

一軸延伸した偏光フィルムをプラスチック内部に保持させた眼鏡用偏光プラスチックレンズの製造方法であって、
前記偏光フィルムの外周部を折り曲げて該偏光フィルムの外周の側面を形成する工程と、
前記眼鏡用偏光プラスチックレンズの表裏いずれか一方の面を形成するための第１のレンズ用モールドの内面と前記偏光フィルムとの間を所定の間隔を空けた状態で配置するとともに、前記第１のレンズ用モールド及び前記偏光フィルムの側面の周囲を包囲して前記第１のレンズ用モールドと前記偏光フィルムとを保持する第１の間隔保持用部材によって、該偏光フィルムを前記第１のレンズ用モールドに固定する工程と、
前記眼鏡用偏光プラスチックレンズの表裏いずれか他方の面を形成するための第２のレンズ用モールドの内面と前記第１のレンズ用モールドの内面との間を所定の間隔を空けた状態で配置し、前記第１及び第２のレンズ用モールド、及び前記第１の間隔保持用部材と前記第２のレンズ用モールドとの周囲を包囲して、前記第１の間隔保持用部材と前記第２のレンズ用モールドとを保持する第２の間隔保持用部材によって、前記偏光フィルムの両側に外界と区画されるキャビティーを形成する工程と、
前記キャビティー内にプラスチックレンズ用のモノマーを充填する工程と、及び、
前記モノマーを硬化させた後に前記第１及び第２のレンズ用モールドを離型する工程と、
を含むことを特徴とする眼鏡用偏光プラスチックレンズの製造方法。
請求項１に記載の眼鏡用偏光プラスチックレンズの製造方法において、
前記所定の間隔は、前記偏光フィルムと前記第１及び第２のレンズ用モールドとの中心基点での距離であることを特徴とする眼鏡用偏光プラスチックレンズの製造方法。
請求項１又は２に記載の眼鏡用偏光プラスチックレンズの製造方法において、
前記第１及び第２の間隔保持用部材は、粘着テープであることを特徴とする眼鏡用偏光プラスチックレンズの製造方法。