JP2020052324A - 眼鏡レンズの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、特許文献1には、眼鏡レンズの表面へのマーキング方法が開示されている。
本発明は得られた知見に基づきなされたものである。すなわち、上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。
処理パターンが形成された眼鏡レンズの製造方法であって、レンズ基材上に、レジストパターンを形成する、レジストパターン形成工程と、前記レジストパターンが形成された前記レンズ基材の全面に非水溶性層を形成する、非水溶性層形成工程と、前記レジストパターン及びその上に形成された前記非水溶性層を剥離して、前記処理パターンを形成する、剥離工程と、を備え、前記レジストパターン形成工程では、インクジェット記録法により、光硬化タイプのインクで前記レンズ基材上に前記レジストパターンを印刷する工程と、印刷された前記レジストパターンに対して光照射を行う光照射工程と、前記光照射工程後、前記レジストパターンに対して、真空下で加熱処理を行う真空加熱処理工程と、を含むことを特徴とする眼鏡レンズの製造方法。
前記インクは、少なくとも、水溶性ポリマーと、(メタ)アクリルモノマーと、光重合開始剤とを含有することを特徴とする構成1に記載の眼鏡レンズの製造方法。
(構成3)
前記光照射工程において、積算照度が140〜1200mj/cm2の範囲で紫外線照射を行うことを特徴とする構成1又は2に記載の眼鏡レンズの製造方法。
前記真空加熱処理工程における最大到達真空度が5Pa以下であることを特徴とする構成1乃至3のいずれかに記載の眼鏡レンズの製造方法。
(構成5)
前記真空加熱処理工程において、加熱温度が80℃〜100℃の範囲で加熱処理を行うことを特徴とする構成1乃至4のいずれかに記載の眼鏡レンズの製造方法。
前記真空加熱処理工程における加熱処理時間は少なくとも30分以上であることを特徴とする構成5に記載の眼鏡レンズの製造方法。
(構成7)
前記レジストパターンが、等方的に均一に配置された複数のドット部を有し、各ドット部の周縁形状は円形状に形成されていることを特徴とする構成1乃至6のいずれかに記載の眼鏡レンズの製造方法。
前記レンズ基材の表面は凸面状であることを特徴とする構成1乃至7のいずれかに記載の眼鏡レンズの製造方法。
(構成9)
前記レジストパターンを形成する前記レンズ基材の最表面にハードコート層を有することを特徴とする構成1乃至8のいずれかに記載の眼鏡レンズの製造方法。
前記非水溶性層は、金属層であることを特徴とする構成1乃至9のいずれかに記載の眼鏡レンズの製造方法。
図1は、本発明の一実施の形態に係る眼鏡レンズの厚み方向の断面図である。眼鏡レンズの構成について、図1を参照して説明する。また、処理パターンを構成する非水溶性層として、金属層を用いる場合を例にとり説明する。
レンズ基材11は、第一主面11a、第二主面11b、及びコバ面(図示せず)を有する。
レンズ基材11の材質としては、プラスチックであっても、無機ガラスであってもよい。レンズ基材の材質は、例えば、ポリチオウレタン樹脂、ポリウレタン樹脂等のポリウレタン系材料、ポリスルフィド樹脂等のエピチオ系材料、ポリカーボネート系材料、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート系材料等が挙げられる。
レンズ基材11の屈折率は、例えば、1.50以上1.74以下である。
レンズ基材11として、フィニッシュレンズ、セミフィニッシュレンズのいずれであってもよい。
ハードコート層12は、例えば、無機酸化物粒子とケイ素化合物とを含む硬化性組成物を硬化して得られる。ハードコート層12は、レンズ基材11の材質に応じて組成が選択される。なお、ハードコート層12の屈折率(nD)は、例えば、1.50以上1.74以下である。
図2は、本実施の形態における処理パターン15aの一部拡大平面図である。図2に示されるように、本実施形態では、等方的に均一に配置された多数の円形状の開口部15bを有するCrなどの金属層からなる処理パターン15aが形成されている。
反射防止層13は、屈折率の異なる膜を積層させた多層構造を有し、干渉作用によって光の反射を防止する膜である。このような反射防止層13は、一例として低屈折率層Lと高屈折率層Hとを多層積層してなる多層構造が挙げられる。低屈折率層Lの屈折率は、波長500〜550nmで例えば、1.35〜1.80である。高屈折率層Hの屈折率は、波長500〜550nmで例えば、1.90〜2.60である。
撥水層14は、例えば、フッ素置換アルキル基含有有機ケイ素化合物を含有する。この撥水層14は、反射防止層13と合わせて反射防止機能を奏するように設定された膜厚を有している。
上記したように、図1では図示していないが、例えば、上記撥水層14上に、さらに防曇層を有していてもよい。
次に、本実施の形態に係る眼鏡レンズ1の製造方法について説明する。図3、図9および図10は、上述の構成を有する実施の形態に係る眼鏡レンズ1の製造方法を示す図である。
図3は、上記したレジストパターン形成工程の工程図である。図3の(A)に示されるように、レジストパターンの印刷では、インクジェット装置2のインクジェットノズル21から複数の液滴22を吐出する。続いて、同図(B)に示されるように、吐出された液滴22は、眼鏡レンズの表面で他の液滴と結合し、1つのドット部3aを形成する。このように複数の液滴22が集合したドット部3aが配列し、レジストパターン3を形成する。
インクジェット記録法に用いられるインクは、後述の剥離工程において水系溶媒を使用する場合には優れた剥離性を得る観点から、及び、インクの吐出安定性の観点から、好ましくは水溶性ポリマーを含み、水系溶媒による優れた剥離性と、硬化性とを得る観点から、より好ましくは水溶性ポリマーと(メタ)アクリルモノマーとを含む。また、本発明では、光硬化タイプのインクを用いるため、インク中には光重合開始剤を含む。
アルコキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレートのアルコキシ基の炭素数は、好ましくは1〜4であり、より好ましくは1〜3であり、更に好ましくは1又は2である。
多官能(メタ)アクリレートの含有量は、インク中、好ましくは1質量%以上、より好ましくは3質量%以上、更に好ましくは5質量%以上であり、そして、好ましくは30質量%以下、より好ましくは20質量%以下、更に好ましくは10質量%以下である。
光重合開始剤としては、例えば、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシー2−メチル−1−プロパンー1−オンが挙げられる。
高沸点溶媒の沸点は、好ましくは150℃以上、より好ましくは160℃以上、更に好ましくは170℃以上、更に好ましくは180℃以上であり、そして、好ましくは350℃以下、より好ましくは330℃以下、更に好ましくは300℃以下である。
水の含有量は、インク中、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上、更に好ましくは30質量%以上であり、そして、好ましくは80質量%以下、より好ましくは70質量%以下、更に好ましくは60質量%以下である。
印刷条件としては、印刷ヘッドに対するレンズ基材の移動速度、移動方向の解像度、移動方向に垂直な幅方向の解像度、インク液滴のサイズ、インク液滴のドロップ周波数、同一着弾点に滴下するインク液滴数などである。これらの印刷条件は、相互に関連性を有しているため、適宜調整することによって、レジストパターン3の印刷を行う。
次に、上記の光照射工程および真空加熱処理工程についてそれぞれ説明する。
上記のようにインクジェット記録法によりレンズ基材上に印刷されたレジストパターンに対して光照射を行う。たとえば、図3(C)に示されるように、レンズ基材11上に印刷されたレジストパターン3に対して紫外線照射装置4を用いて紫外線(UV)等の光照射を行う。これにより、レジストパターン3の少なくとも表面が硬化して収縮を防ぎ、各ドット部3aのサイズを保持できる。
本発明者らは、後述の実施例1と同様にして、ドットサイズ440μmの格子状のドット部からなるレジストパターンを印刷した後、このレジストパターンに対して、波長365nm、積算照度を50〜1500mJ/cm2の範囲内で変えて紫外線照射を行った。そして、光照射工程に続く真空加熱処理工程後の、レジストパターンの各ドット部の印刷直後に対するサイズ変化を検証した。その結果、積算照度が140〜1200mJ/cm2の範囲内で光照射を行うと、真空加熱処理を実施してもレジストパターンの各ドット部のサイズが変化しないことが確認された。
上記の光照射工程後、上記レジストパターンに対して、真空下で加熱処理を行う。この真空加熱処理により、レジストパターンのインクの粘度が上昇し、ドット形状を保持しながらインク溶媒が揮発するため、後の蒸着工程(非水溶性層形成工程)で用いる蒸着装置内部の汚染を防止できる。
図5は、真空加熱処理における加熱温度と、後の蒸着工程で使用する蒸着装置での真空引き前後のインク固形分濃度変化との関係を示す図である。図5を参照すると明らかなように、加熱温度が80℃以上であれば、真空引き前後のインク固形分濃度変化はほとんど無いことがわかる。つまり、加熱温度が80℃以上であれば、真空加熱処理によってインク中の溶媒等の揮発が十分に行われるため、その後の真空引きによって、インクからのアウトガスの発生を防止できる。
図6は、真空加熱処理における加熱温度と、到達真空度との関係を示す図であるが、図6を参照すると、図5で説明した真空引き前後のインク固形分濃度変化のほとんど無い条件(加熱温度80℃以上)での到達真空度は5Pa以下であることがわかる。
したがって、本発明では、真空加熱処理を実施する真空加熱炉内で、レンズ基材は平置きとすることが好適である。
図9は、上記工程の模式図である。図9に示されるように、例えば、蒸着装置5により、非水溶性層として金属層15を蒸着する。金属層15の材質は前述したとおりである。金属層15の膜厚は、例えば1〜100nmであり、好ましくは1〜50nmである。
剥離工程で、水系溶媒を使用することで、レンズ表面の浸食を抑制しつつ、処理パターンが形成された眼鏡レンズを得ることができる。
水系溶媒中、水の含有量は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、更に好ましくは95質量%以上、更に好ましくは100質量%である。
浸漬時に、超音波照射を行ってもよい。超音波の周波数は、例えば、29kHz以上50kHz以下である。
なお、上記機能層としては、反射防止層13、撥水層14や、防曇層を挙げたが、これらに限られるものではなく、他の機能層を有する実施態様も本発明に含まれるものとする。
(実施例1)
<インクの調製>
サンプル瓶に、ポリエチレングリコールジアクリレート(平均付加モル数14、CAS No.26570−48−9)、メトキシトリエチレングリコールアクリレート(CAS No.48067−72−7)及び水を加え、撹拌した。その後、プロピレングリコールを加え、更に撹拌した。さらに、1質量%NaOH水溶液を添加し、pHを調整した。その後さらに、光重合開始剤として、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシー2−メチル−1−プロパンー1−オン(CAS No.106797−53−9)を添加して撹拌し、20質量%のポリビニルピロリドン水溶液(重量平均分子量10,000、CAS No.9003−39−8)を添加し撹拌して、フィルタリングを行って不溶分を取り除き、pH7のインクを得た。得られたインクは、粘度14.5mPa・s、レジストパターン形成表面(後述のハードコート層表面)に対する接触角50°であった。
眼鏡レンズ用モノマー(三井化学株式会社製、商品名「MR8」)により製造した眼鏡用レンズ基材の凸面に、ハードコート液(HOYA株式会社製、商品名「HC60S」)にて形成したハードコート層を設けたレンズ基材上に、上記の得られたインクを用いて、ノズル(京セラ株式会社製、商品名「KJ4A」)を装着したインクジェット装置により、9600×600dpiのドット密度で、印字幅108mmで、ドットサイズ(直径)440μmの格子状のドット部からなるレジストパターンを印刷した。各ドット部は円形状に形成されていた。なお、ノズルとレンズ基材の凸面頂部との離間距離は10mmとし、当該レジストパターンは、レンズ基材の片主面(凸面)側のハードコート層上の全面に形成した。
以上のようにして、眼鏡用レンズ基材上のレジストパターンを硬化させた。
上記の真空加熱処理後のレジストパターンの各ドット部のサイズ、形状を、上記のインクジェット装置による印刷直後のレジストパターンの各ドット部のサイズ、形状と対比して評価を行った結果、真空加熱処理後のレジストパターンの各ドット部のサイズ、形状は、印刷直後のレジストパターンの各ドット部のサイズ、形状を維持していた。つまり、インクジェット記録法によりレンズ基材上に印刷されたレジストパターンに対して、本発明の光照射および真空加熱処理を行ってレジストパターンを硬化させることにより、印刷直後のレジストパターンの各ドット部のサイズ、形状を維持したままレジストパターンを硬化させることができることが確認できた。
なお、同様にして100枚のレジストパターンを有するレンズ基材に対してクロム層の蒸着を行ったが、蒸着装置のチャンバー内の汚染は無かった。
実施例1におけるレジストパターン形成において、レンズ基材上に印刷されたレジストパターンに対して、実施例1と同様の光照射だけを行い、続く真空加熱処理を省いたこと以外は、実施例1と同様にして、処理パターンが形成された眼鏡レンズを作製した。
実施例1におけるレジストパターン形成において、レンズ基材上に印刷されたレジストパターンに対して、実施例1の光照射を行わずに、続く実施例1と同様の真空加熱処理だけを行ったこと以外は、実施例1と同様にして、処理パターンが形成された眼鏡レンズを作製した。
2 インクジェット装置
3 レジストパターン
3a ドット部
4 紫外線照射装置
5 蒸着装置
11 レンズ基材
12 ハードコート層
13 反射防止層
14 撥水層
15 金属層(非水溶性層)
15a 処理パターン
15b 開口部
21 インクジェットノズル
22 液滴
Claims (10)
- 処理パターンが形成された眼鏡レンズの製造方法であって、
レンズ基材上に、レジストパターンを形成する、レジストパターン形成工程と、
前記レジストパターンが形成された前記レンズ基材の全面に非水溶性層を形成する、非水溶性層形成工程と、
前記レジストパターン及びその上に形成された前記非水溶性層を剥離して、前記処理パターンを形成する、剥離工程と、
を備え、
前記レジストパターン形成工程では、
インクジェット記録法により、光硬化タイプのインクで前記レンズ基材上に前記レジストパターンを印刷する工程と、
印刷された前記レジストパターンに対して光照射を行う光照射工程と、
前記光照射工程後、前記レジストパターンに対して、真空下で加熱処理を行う真空加熱処理工程と、
を含むことを特徴とする眼鏡レンズの製造方法。 - 前記インクは、少なくとも、水溶性ポリマーと、(メタ)アクリルモノマーと、光重合開始剤とを含有することを特徴とする請求項1に記載の眼鏡レンズの製造方法。
- 前記光照射工程において、積算照度が140〜1200mj/cm2の範囲で紫外線照射を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の眼鏡レンズの製造方法。
- 前記真空加熱処理工程における最大到達真空度が5Pa以下であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の眼鏡レンズの製造方法。
- 前記真空加熱処理工程において、加熱温度が80℃〜100℃の範囲で加熱処理を行うことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の眼鏡レンズの製造方法。
- 前記真空加熱処理工程における加熱処理時間は少なくとも30分以上であることを特徴とする請求項5に記載の眼鏡レンズの製造方法。
- 前記レジストパターンが、等方的に均一に配置された複数のドット部を有し、各ドット部の周縁形状は円形状に形成されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の眼鏡レンズの製造方法。
- 前記レンズ基材の表面は凸面状であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の眼鏡レンズの製造方法。
- 前記レジストパターンを形成する前記レンズ基材の最表面にハードコート層を有することを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の眼鏡レンズの製造方法。
- 前記非水溶性層は、金属層であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の眼鏡レンズの製造方法。
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