JP4051800B2

JP4051800B2 - プラスチックレンズの製造方法

Info

Publication number: JP4051800B2
Application number: JP4856999A
Authority: JP
Inventors: 良夫佐野; ひろみ小松
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1998-03-09
Filing date: 1999-02-25
Publication date: 2008-02-27
Anticipated expiration: 2019-02-25
Also published as: JPH11320580A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、注型成形法によるプラスチックレンズの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラスチックレンズの製造方法には、注型成形法、切削研磨法、射出成形法等が挙げられるが、一般的には、より簡単にプラスチックレンズを成形することができる注型成形法が用いられている。注型成形法においては、２枚のガラス型の互いの成形面を所定の間隔をもって対向させ、この状態で周面をシール部材で封止して作製したプラスチックレンズ製造用鋳型の内部空間に原料モノマーを注入し、重合硬化させて、プラスチックレンズを成形する方法が主流である。また、シール部材としては、ガスケット、あるいは、フィルム状の基材に粘着剤を塗布した粘着テープが使用されている。
【０００３】
一方、近年プラスチックレンズ素材は高屈折率化が進んでおり、アリルカーボネート系樹脂、アクリレート系樹脂、メタクリレート系樹脂、およびチオウレタン系樹脂を原料とするプラスチックレンズが、加工性、耐熱性、耐衝撃性に優れているため広く用いられている。この中でも特に、チオウレタン系樹脂組成物は、重合硬化後、屈折率が１．６０以上の樹脂が得られるため、多数製品化されている。しかし、このチオウレタン系樹脂組成物は、原料となるポリイソシアネート化合物とポリチオール化合物を混ぜることにより重合を緩やかに進行させるため、重合中にイソシアネート成分が水と反応して炭酸ガスを生じ、発泡し易い。その結果、プラスチックレンズ内部の気泡・白濁、外周部の気泡を引き起こし、外観、光学性能、機械的強度、染色性、加工作業性等の低下の原因となっている。
【０００４】
前記問題を解決する方法としては、ガラス型を固定する粘着テープのフィルム基材の酸素透過率を１５ｃｃ／ｍ²・２４ｈｒ・０．１ｍｍ以下、かつ水蒸気透過率を１０ｇ／ｍ²・２４ｈｒ・０．１ｍｍ以下に限定する方法が開示されている（特公平５−６４５６４号公報）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記方法は光学的歪を防ぐことはできるが、気泡の発生に効果はなかった。さらに、前記方法のフィルム基材は剛性に乏しく型を保持する性能が不足しているものもある上、コストが高いという問題点を有していた。
【０００６】
また、水蒸気透過率の低いフィルム基材を使用した場合でも、フィルムの重なり目部分のシール性が不十分であると、そこから水蒸気が侵入することも考えられる。
【０００７】
本発明は、以上のような問題点を解決することを目的とし、プラスチックレンズ内部の気泡・白濁、外周部の気泡をなくし、外観、光学性能、機械的強度、染色性、加工作業性等に優れたプラスチックレンズを低コストで得るための技術を提案する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、２枚のガラス型を対向配置させ、その周囲をシール部材で固定して構成されるプラスチックレンズ製造用鋳型に、原料モノマーを注入し、熱硬化させてプラスチックレンズを製造する方法において、少なくとも該原料モノマーが重合してゲル化が終了する段階までに、該プラスチックレンズ製造用鋳型のシール部材に接触する雰囲気の水蒸気量を２．０〜８．０ｇ／ｋｇＤＡの範囲内に保つことを特徴とする。ｇ／ｋｇＤＡとは、乾き空気１ｋｇあたりの保有水分量を表す。
【０００９】
さらに本発明は、前記方法において、該原料モノマーがポリイソシアネート化合物とポリチオール化合物の混合物を主成分とすることを特徴とする。
【００１０】
以下、本発明について詳しく説明する。本発明者は、プラスチックレンズの重合時のプラスチックレンズ製造用鋳型のシール部材に接触する雰囲気に着目し実験を行った結果、重合中に該プラスチックレンズ製造用鋳型のシール部材に接触する雰囲気が水蒸気量８．０ｇ／ｋｇＤＡを越えると、原料モノマー中に発泡が生じ、そのまま硬化してしまうことが明らかとなった。また、前記雰囲気の水蒸気量を更に低下させることを試みたが、２．０ｇ／ｋｇＤＡが限界であり、それ以下に保つためには設備装置の改造等に莫大な費用がかかり、現実的には困難であることが分かった。また、密閉系装置では前記雰囲気の水蒸気量を２．０ｇ／ｋｇＤＡより下げることは可能ではあるが、重合中に原料モノマーから発生する可燃性ガスを除去しなければならないので、外気を取り入れる等の換気機能が必要となり、やはり費用がかさんでしまうので好ましくない。
【００１１】
重合中の雰囲気の水蒸気量を２．０〜８．０ｇ／ｋｇＤＡの範囲内に保つ方法としては、恒温槽内に吸湿剤を設置する方法、恒温槽に除湿機を取り付け循環させる方法、恒温槽に水蒸気量２．０〜８．０ｇ／ｋｇＤＡの空気を送り込む方法、恒温槽に乾燥窒素を吹き込む方法等が挙げられる。
【００１２】
本発明のプラスチックレンズの製造方法におけるプラスチックレンズ原料モノマーは、ポリイソシアネート化合物の１種以上、およびポリチオール化合物を主成分とする組成物を用いるのが好ましい。
【００１３】
前記ポリイソシアネート化合物としてはトリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメリック型ジフェニルメタンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、トリレンジイソチオシアネート、ジフェニルメタンジイソチオシアネート、トリジンジイソチオシアネート、ナフタレンジイソチオシアネート、ヘキサメチレンジイソチオシアネート、イソホロンジイソチオシアネート、キシリレンジイソチオシアネート、２，５−ビス（イソシアネートメチル）ビシクロ［２，２，１］ヘプタン、２，６−ビス（イソシアネートメチル）ビシクロ［２，２，１］ヘプタン、３，８−ビス（イソシアネートメチル）トリシクロ［５，２，１，０^2,6］−デカン、３，９−ビス（イソシアネートメチル）トリシクロ［５，２，１，０^2,6］−デカン、４，８−ビス（イソシアネートメチル）トリシクロ［５，２，１，０^2,6］−デカン、４，９−ビス（イソシアネートメチル）トリシクロ［５，２，１，０^2,6］−デカン、ダイマー酸ジイソシアネート等のポリイソ（チオ）シアネート化合物およびそれらの化合物のアロファネート変性体、ビュレット変性体、イソシアヌレート変性体が挙げられ、単独あるいは、必要に応じて２種類以上の混合物として用いてることができる。
【００１４】
また、ポリチオール化合物の具体例としては、以下の化合物が挙げられる。
【００１５】
【化１】

【００１６】
【化２】

【００１７】
【化３】

【００１８】
【化４】

【００１９】
【化５】

【００２０】
そのほか、ジ（２−メルカプトエチル）エーテル、１，２−エタンジチオール、１，４−ブタンジチオール、エチレングリコールジチオグリコレート、トリメチロールプロパントリス（チオグリコレート）、ペンタエリスリトールテトラキス（２−メルカプトアセテート）、ペンタエリスリトールテトラキス（３−メルカプトプロピオネート）、１，２−ジメルカプトベンゼン、キシリレンジチオール、４−メルカプトメチル−３，６−ジチオ−１，８−オクタンジチオール等も挙げられる。
【００２１】
これらのポリチオール化合物をポリイソシアネート化合物と反応させることによって、高屈折率であるとともに落球強度、耐熱性、染色性、耐候性等の耐久品質面でバランスの取れた含硫ウレタン系プラスチックレンズを得ることができる。さらに、ポリチオール化合物とポリオール化合物を併用することも可能である。
【００２２】
プラスチックレンズの注型成形する際、ポリイソシアネート化合物とポリチオール化合物の使用割合は、ＮＣＯ／ＳＨ（官能基）モル比が通常０．５〜３．０、好ましくは０．５〜１．５の範囲内で実施する必要がある。また、内部離型剤、鎖延長剤、架橋剤、光安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、分散染料・油溶染料・顔料などの着色剤・ブルーイング剤、反応触媒等をポリイソシアネート化合物とポリチオール化合物の混合液中に適宜添加することもできる。
【００２３】
シール部材としては、ガスケット、フィルム、または、フィルム基材に粘着剤を塗布した粘着テープ等、ガラス型を保持できるものであればよい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２５】
（実施例１）
２枚のガラス型の互いの成形面を所定の間隔をもって対向させたものを、この状態で周面を粘着テープ（厚さ０．０５ｍｍの二軸延伸ポリエステル基材のフィルムにシリコーン系の粘着剤を塗布したもの）で巻いて固定してプラスチックレンズ製造用鋳型を作成した。図１にその断面図を示す。
【００２６】
４−メルカプトメチル−３，６−ジチオ−１，８−オクタンジチオール８７ｇ、ｍ−キシリレンジイソシアネート９４ｇ、ジブチルスズジラウレート０．０２ｇ、内部離型剤０．１５ｇ、２−（５−メチル−２−ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾール０．０９ｇを混合し、充分に撹拌したモノマーを５ｍｍＨｇ以下の真空下で６０分脱気を行った。
【００２７】
その後、前記プラスチックレンズ製造用鋳型中にこのモノマーを注入し、除湿機を取り付けた恒温槽中で、４０℃で７時間保持し、その後４０℃から１２０℃まで１０時間かけて昇温させて重合を行った。この間、恒温槽内の水蒸気量は
７．５ｇ／ｋｇＤＡに保たれていた。
【００２８】
重合が完了した後、室温まで除冷して、粘着テープ、ガラス型を取り外し、プラスチックレンズを得た。
【００２９】
（実施例２）
実施例１で使用したものと同様のプラスチックレンズ製造用鋳型中に、実施例１と同様のモノマーを注入し、恒温槽中に水蒸気量６．０ｇ／ｋｇＤＡ未満の空気を送り込みながら、４０℃で７時間保持し、その後４０℃から１２０℃まで１０時間かけて昇温させて重合を行った。
【００３０】
重合が完了した後、室温まで除冷して、粘着テープ、ガラス型を取り外し、プラスチックレンズを得た。
【００３１】
（実施例３）
２枚のガラス型の互いの成形面を所定の間隔をもって対向させたものを、この状態で周面をガスケット（基材：エチレン−酢酸ビニル共重合体）で封止し、クリップで固定してプラスチックレンズ製造用鋳型を作成した。図２にその断面図を示す。
【００３２】
その後、前記プラスチックレンズ製造用鋳型中に実施例１と同様のモノマーを注入し、恒温槽に乾燥窒素を吹き込みながら、４０℃で７時間保持し、その後４０℃から１２０℃まで１０時間かけて昇温させて重合を行った。この間、恒温槽内の水蒸気量は７．０ｇ／ｋｇＤＡに保たれていた。
【００３３】
重合が完了した後、室温まで除冷して、ガスケット、ガラス型を取り外し、プラスチックレンズを得た。
【００３４】
（比較例１）
実施例１と同様のプラスチックレンズ製造用鋳型に、実施例１と同様のモノマーを注入し、除湿機を取り付けない恒温槽中で、４０℃で７時間保持し、その後４０℃から１２０℃まで１０時間かけて昇温させて重合を行った。この間、恒温槽の水蒸気量は１１ｇ／ｋｇＤＡであった。
【００３５】
重合が完了した後、室温まで除冷して、粘着テープ、ガラス型を取り外し、プラスチックレンズを得た。
【００３６】
（比較例２）
実施例３と同様のプラスチックレンズ製造用鋳型に、実施例３と同様のモノマーを注入し、乾燥窒素を吹き込まない恒温槽中で、４０℃で７時間保持し、その後４０℃から１２０℃まで１０時間かけて昇温させて重合を行った。この間、恒温槽内の水蒸気量は１０ｇ／ｋｇＤＡであった。
【００３７】
重合が完了した後、室温まで除冷して、粘着テープ、ガラス型を取り外し、プラスチックレンズを得た。
【００３８】
上記実施例１〜３および比較例１、２について、それぞれ１００枚づつ重合したレンズを、以下のような良品規格に従って評価し、不良発生率を表１に示した。
【００３９】
〈良品規格〉
気泡・・・レンズ中心部に発生した泡状のものを目視で評価し、レンズ外周から中心方向３．０ｍｍ以内に全く無いものを良品とした。
【００４０】
白濁・・・レンズの曇りを目視とプロジェクターで評価し、目視で全く見えないものを良品とした。
【００４１】
カケ・・・レンズ外周部に発生した気泡を目視で評価した。外周から中心方向へ３．０ｍｍ以内に全く無いものを良品とした。
【００４２】
【表１】

【００４３】
【発明の効果】
本発明のプラスチックレンズの製造方法によれば、重合時の発泡によるプラスチックレンズ内部の気泡・白濁、外周部の気泡を防ぐことができる。その結果、外観、光学性能、機械的強度、染色性、加工作業性等に優れたプラスチックレンズを収率よく製造することが可能となる。また、本発明のプラスチックレンズの製造方法によれば、低コストな水蒸気透過率の高いテープやガスケットを使用した場合においても、安定して良品が得られるため、生産コストの削減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例において使用したプラスチックレンズ製造用鋳型の断面図。
【図２】本発明の実施例において使用したプラスチックレンズ製造用鋳型の断面図。
【符号の説明】
１．ガラス型
２．フィルム基材
３．粘着剤
４．ガスケット

Claims

２枚のガラス型を対向配置させ、その周囲をシール部材で固定して構成されるプラスチックレンズ製造用鋳型に、ポリイソシアネート化合物とポリチオール化合物の混合物を主成分とする原料モノマーを注入し、熱硬化させてプラスチックレンズを製造する方法において、
前記原料モノマーを注入する前の工程として、前記原料モノマーを真空下で脱気する工程を有し、
少なくとも前記原料モノマーの重合が終了するまで、前記プラスチックレンズ製造用鋳型の前記シール部材に接触する雰囲気の水蒸気量を２．０〜８．０ｇ／ｋｇＤＡの範囲内に保つことを特徴とするプラスチックレンズの製造方法。
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、
前記シール部材は、二軸延伸ポリエステル基材のフィルムとシリコン系の粘着剤からなる粘着テープ、またはエチレン−酢酸ビニル共重合体からなるガスケットのいずれかであること特徴とするプラスチックレンズの製造方法。