JP4210404B2

JP4210404B2 - プラスチックレンズの製造方法

Info

Publication number: JP4210404B2
Application number: JP37016199A
Authority: JP
Inventors: 雅夫杉谷; 好広葉桐; 実雄岩波; 敏夫渡辺
Original assignee: Seiko Epson Corp; Kyoritsu Chemical and Co Ltd
Current assignee: Seiko Epson Corp; Kyoritsu Chemical and Co Ltd
Priority date: 1999-12-27
Filing date: 1999-12-27
Publication date: 2009-01-21
Anticipated expiration: 2019-12-27
Also published as: JP2001179758A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチックレンズの製造方法に関する。詳しくは、キャスト注型によりプラスチックレンズを得るのに際し、キャビティー内部に原料を注入する注入孔の封止を紫外線硬化性組成物により硬化密閉させる製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラスチックレンズの製造方法には、粘着テープを用いたテープモールド法が知られている（例えば、特開平６−１５５４８１号公報）。この方法では、図１に示されるように、一対のガラス製モールド２及び３（レンズ表面成形用、レンズ裏面成形用）を、必要な間隔をとって保持し、この２枚のモールドの側面に、片面に粘着剤層を有する粘着テープ４を１周より少し多く巻き付ける。この一対のモールド２及び３と、粘着テープ４で囲まれた空間がキャビティ１１となる。その後、図２及び図３に示されるように、このキャビティ中に、注入孔１を介して、重合して硬化する熱硬化性プラスチック原料組成物が注入される。その後、注入孔１を封止して加熱処理を行なって重合硬化し、プラスチックレンズが成形される。この際に、注入孔１を封止するために、図４に示されるように、紫外線硬化性組成物７を、突出装置８により注入孔１を覆い隠すために十分な量滴下する。その後、紫外線照射装置で紫外線を照射することにより、粘着テープ４の表面に紫外線硬化性組成物７が固着し、注入孔１が封止される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この方法では、熱硬化性プラスチック原料組成物５を充填する際に、注入孔１周辺部の粘着テープ４の表面に熱硬化性プラスチック原料組成物５が付着する。この熱硬化性プラスチック原料組成物５が付着した状態で、紫外線硬化性組成物７を注入孔１及びその周辺に滴下すると、熱硬化性プラスチック原料組成物５が紫外線硬化性組成物７に溶解する。プラスチック原料組成物５中には紫外線吸収剤が通常含まれており、この紫外線吸収剤は紫外線硬化性組成物に含まれる紫外線重合開始剤の活性化を妨げる働きをする。紫外線硬化性組成物７は、熱硬化性プラスチック原料組成物５が溶解すると、紫外線吸収剤の影響で硬化不足となり、粘着テープ４と紫外線硬化性組成物の硬化物との固着力が低下する。このため、紫外線硬化性組成物硬化物が、キャビティ１１内のプラスチック原料組成物が硬化する前に粘着テープ４より剥がれ、プラスチック原料組成物がキャビティ１１内より露出する事故が多く発生する。また、紫外線硬化性組成物７を注入孔１及びその周辺に滴下した際に、紫外線硬化性組成物７が、注入孔１からキャビティ１１内のプラスチック原料組成物に溶け込む。この状態で加熱重合を行なうと、重合後のプラスチック原料組成物硬化品（レンズ）において、キャビティ１１内の紫外線硬化性組成物７が溶け込んだ部分は、キャビティ１１内の他の部分と組成が異なることにより、光の異常屈折（歪）が生じてしまう。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、二個のモールド及び該二個のモールドを保持する部材で形成されたキャビティ内に、該部材に設けられた注入孔を介して、液状の熱硬化性プラスチック原料組成物を充填し、紫外線硬化性組成物で注入孔を封止した後、紫外線硬化性組成物を紫外線硬化させる工程を含むプラスチックレンズの製造方法において、
熱硬化性プラスチック原料組成物が、式（１）及び／又は式（２）：
【０００５】
【化２】

【０００６】
で示される一種以上のメルカプト化合物及び一種以上のポリイソシアネートを主成分とするものであり、かつ、
紫外線硬化性組成物が、重量平均分子量が１０，０００〜５０，０００であるポリイソプレンアクリレートオリゴマーを主成分とするものである
ことを特徴とする方法に関する（１）。
【０００７】
また、本発明は、プラスチック原料組成物の溶解度パラメーターが９．１〜９．７であり、紫外線硬化性組成物の溶解度パラメーターが７．０〜７．５である、前記方法（１）に関する（２）。
【０００８】
更に、本発明は、紫外線硬化性組成物が、実質的に紫外線硬化性モノマーを含有しないものである、前記方法（１）又は（２）に関する（３）。
【０００９】
また、本発明は、紫外線硬化性組成物中に含まれる紫外線重合開始剤が、その反応残さがガス化して揮発しにくい高分子タイプか、重合後の紫外線硬化ポリマーに組み込まれるタイプである、前記方法（１）〜（３）に関する（４）。
【００１０】
更に、本発明は、熱硬化性プラスチック原料組成物が、紫外線吸収剤を含有するものである、前記方法（１）〜（４）に関する（５）。
【００１１】
また、前記方法（１）〜（５）のいずれかで用いられる、重量平均分子量が１０，０００〜５０，０００であるポリイソプレンアクリレートオリゴマーを主成分とする封止剤組成物に関する（６）。
【００１２】
【発明の実施の態様】
本発明に係る液状の熱硬化性プラスチック原料組成物は、式（１）で示される４−メルカプトメチル−３，６−ジチオ−１，８−オクタジチオール及び／又は式（２）で示されるペンタエリスリトールテトラ（３−メルカプトプロピオネート）のメルカプト化合物の１種以上と、１種以上のポリイソシアネートとを含有するものである。ここで、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、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シアネート化合物及びこ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などが挙げられる。
【００１３】
ポリイソシアネート化合物とメルカプト化合物の使用割合は、ＮＣＯ／ＳＨ（官能基）モル比が、好ましくは０．５〜３．０、より好ましくは０．５〜１．５の範囲内である。また、本明細書における「一種以上のメルカプト化合物及び一種以上のポリイソシアネートを主成分とする」における「主成分」とは、ポリイソシアネート化合物及びメルカプト化合物の合計重量が、熱硬化性プラスチック原料組成物の全重量を基準として８０重量％以上であることを意味する。また、９０重量％以上であることがより好ましい。
【００１４】
本発明に係る液状の熱硬化性プラスチック原料組成物は、更に、紫外線吸収剤、内部離型剤、鎖延長剤、架橋剤、光安定剤、酸化防止剤、例えば分散染料、油溶染料等の着色剤、反応触媒などを含んでいてもよい。
【００１５】
本発明に係る液状の熱硬化性プラスチック原料組成物は、好ましくは、溶解度パラメーターが９．１〜９．７の範囲にある。
【００１６】
本発明に係る紫外線硬化性組成物は、ポリイソプレンアクリレートオリゴマーを主成分とするものである。ここで、このオリゴマーの重量平均分子量は、好ましくは１０，０００〜５０，０００、より好ましくは１０，０００〜２５，０００、最も好ましくは２０，０００〜２５，０００である。なお、ここにいう重量平均分子量は、ＧＰＣ法により従い決定されたものをいう（例えば、東ソー製ＳＣ８０１０）。このようなオリゴマーのうち、紫外線硬化に関与する、紫外線官能基アクリル基を１分子中に１〜４個（より好ましくは２〜４個、最も好ましくは２〜３個）含有するポリイソプレンアクリレートオリゴマーが特に好ましい。また、ここにいう「主成分」とは、組成物の全重量を基準として、８０重量％以上含まれていることを意味する。また、分子量の調整は、水酸基含有ポリイソプレンオリゴマーとジイソシアネートとを反応させることで分子量を調整してアクリルイソシアネートと反応させることで行なうことができる。
【００１７】
本発明に係る紫外線硬化性組成物は、実質的に紫外線硬化性モノマーを含有しないものである。ここで、「実質的に」とは、組成物の全重量を基準として、１．０重量％未満であることを意味する。
【００１８】
本発明に係る紫外線硬化性組成物は、紫外線重合開始剤を含有する。ここで、紫外線重合開始剤の含有量は、組成物の全重量を基準として、１〜５重量％である。なお、このような紫外線重合開始剤としては、紫外線照射による開裂反応後、その反応残さがガス化して揮発しにくい高分子タイプか、又は紫外線重合性アクリル反応基を有しており重合後のポリマー中に組み込まれるタイプが有効である。例えば、高分子タイプとして、ＥＳＡＣＵＲＥＫＩＰ−１５０（日本シイベルヘグナー（株）製）が、また、アクリル反応基付加タイプとして、ＫＲ−２（香川ケミカル製）が挙げられるが、これら以外であっても、紫外線硬化後の硬化物よりガス化や溶出が少ないものであればよい。
【００１９】
本発明に係る紫外線硬化性組成物中に含まれていてもよい任意成分には、例えば可塑剤が挙げられる。この可塑剤は、紫外線硬化後の被膜に柔軟性が必要な場合に用いられ、５〜２０重量％の含有量となるように添加することが好ましい。また、可塑剤の溶解度パラメーターは、主成分と同じく７．０〜７．５の範囲にあることが好ましい。
【００２０】
本発明に係る紫外線硬化性組成物は、好ましくは溶解度パラメーターが７．０〜７．５の範囲にある。
【００２１】
次に、上記の熱硬化性プラスチック原料組成物と紫外線硬化性組成物を用い、プラスチックレンズを製造する方法を説明する。この方法は周知であり、例えば特開平６−１５５４８１号公報に記載されている。まず、二個のモールド及び前記二個のモールドを保持する部材で形成されたキャビティ内に、前記部材に設けられた注入孔を介して、液状の熱硬化性プラスチック原料組成物を充填する。ここで、モールドとしては、ガラス製が最も一般的であり広く使用されているが、それのみに限定されるものではなく、ガラス以外の材質のモールドも使用できる。また、二個のモールドを保持し、キャビティを形成する部材の材質も特に限定されない。例えば、プラスチック、ゴム、金属、紙、布等からなるプラスチック原料組成物を漏出させないものが使用できる。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。そして、前記部材に設けられた注入孔を介して、液状の熱硬化性プラスチック原料組成物を充填する。
【００２２】
次に、紫外線硬化性組成物で注入孔を封止した後、紫外線硬化性組成物を紫外線硬化させる。その後、プラスチック原料組成物を充填したモールド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１０〜１５０℃、より好ましくは２０〜１３０℃であり、加熱は、好ましくは１０〜３０時間、より好ましくは１２〜２０時間かけて昇温し、重合を行なう。
【００２３】
【実施例】
以下、図１〜４に従って実施例を説明する。なお、本発明は、実施例に限定されるものではない。
【００２４】
紫外線硬化性組成物の調製
３リッターフラスコ中で水酸基含有ポリイソプレンオリゴマー（(株)クラレ製ＴＬ−２０）１５００ｇをトルエン１０００ｇに溶解し４０℃で加温攪拌し、オリゴマーの水酸基と当量のアクリルイソシアネート（香川ケミカル製）６５６ｇを２時間かけて滴下した。滴下終了後に６０℃で攪拌した。反応は、ＦＴ−ＩＲ（島津製作所製ＦＴ−ＩＲ８２００Ｄ）にて、アクリルイソシアネート基（２２６８cm^-1）の消失が９５％以上になった時点で終了した。その後、トルエンを留去した。次いで、未反応のアクリルイソシアネートを除去するために、メタノールで洗浄した。その後、減圧乾燥することにより、ポリイソプレンアクリレートオリゴマー（ＰＩＡ）を得た。このＰＩＡ８０重量部を、高分子可塑剤（ＬＩＲ−Ｌ）１８重量部、ＫＩＰ−１５０２重量部及びＢＨＴ０．０５重量部と混合して、本実施例に係る紫外線硬化性組成物を得た。なお、ＫＩＰ−１５０は、固体でありオリゴマー中では室温では溶解し難いため、約５０℃で加温攪拌しながらＫＩＰ−１５０を徐々に加え溶解させた。また、組成物が完全に溶解し透明になった時点で加熱を停止した。このようにして得られた紫外線硬化性組成物は、粘度（ＴＯＫＩＭＥＣＢＭ No.４−６r/min）が６０，０００±１０，０００mPa・s（２５±１℃）、ＵＶ硬化性（アイグラフィック製）が２，０００mJ/cm²（１mm厚）、ＵＶ硬化後の硬度（島津製作所製ショアーＡ硬度計）が７±３（２３±２℃）であった。
【００２５】
プラスチック原料組成物の調製
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、充分に攪拌した後、０．６７ｋPaの真空下で６０分間脱気したものを用いた。
【００２６】
プラスチックレンズの製造
外径７５mmの（−）３．００ジオプトリ、０．００ジオプトリ、（＋）３．０ジオプトリのレンズを作成するために、各々専用に設計した、ガラス型のレンズ表面成形用モールド及びレンズ裏面成形用のモールドを準備した。
【００２７】
粘着テープには、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した。
【００２８】
一対のガラス製モールド２及び３（レンズ表面成形用、レンズ裏面成形用）を、必要な間隔をとって保持し、この２枚のモールドの側面に、片面に粘着剤層を有する粘着テープ４を１周より少し多く巻き付けた。次に、粘着テープ４に、プラスチック原料組成物５を注入するための注入孔１を設けた。そして、図２に示すように、注入孔１より注入器６を用いて、この一対のモールド２及び３と粘着テープ４とで形成されたキャビティー１１内に、キャビティー１１内に気泡が残らないようにプラスチック原料組成物５を充填した。次に、図３に示すように、紫外線硬化性組成物７を、突出装置８より注入孔１の上に、注入孔１を覆い隠すために充分な量滴下した。この際、紫外線硬化性組成物７は、注入孔１周辺部の粘着テープ４の表面に付着したプラスチック原料組成物５に溶解することはなく、付着したプラスチック原料組成物５を押し出して除去し、紫外線硬化性組成物７と粘着テープ４の表面が密着することが確認された。次に、紫外線照射装置（商品名ＯＲＣＨＵＷ−６２３オーク製作所製）を用いて、２００Wで１５秒間紫外線を照射することにより、粘着テープ４の表面に固着し、図４の状態で封止が短時間で完了した。このとき、粘着テープ上に、紫外線硬化性組成物の硬化物が充分に固着していることが確認された。次に、プラスチック原料組成物を充填したモールドを加熱炉に入れ、４０℃で７時間保持し、その後４０℃〜１２０℃まで１０時間かけて昇温し、プラスチック原料組成物を硬化させたが、プラスチック原料組成物が漏出することはなかった。そして、モールドを加熱炉より取り出し、粘着テープを剥離し、モールドとプラスチック原料組成物硬化品（レンズ）を分離したところ、得られた硬化物は、紫外線硬化性組成物が注入孔１よりプラスチック原料組成物内に溶解して生じる、光の屈折異常（歪）は見られず、硬化物は欠陥のない良好なものであった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例及び従来のテープモールド法における各部材の構成と、プラスチック原料の注入孔、キャビティを示す上面図である。
【図２】本発明の実施例及び従来のテープモールド法におけるプラスチック原料組成物を充填する状態を示す、正面から見た断面図である。
【図３】本発明の実施例及び従来のテープモールド法における紫外線硬化性組成物を滴下する状態を示す、正面から見た断面図である。
【図４】本発明の実施例及び従来のテープモールド法における紫外線硬化性組成物が硬化し封止が完了した状態を示す、正面から見た断面図である。
【符号の説明】
１注入孔
２モールド（レンズ表面成形用）
３モールド（レンズ裏面成形用）
４粘着テープ
５プラスチック原料組成物
６注入器
７紫外線硬化性組成物
８吐出装置
１１キャビティ
１２紫外線ランプ

Claims

二個のモールド及び該二個のモールドを保持する部材で形成されたキャビティ内に、該部材に設けられた注入孔を介して、液状の熱硬化性プラスチック原料組成物を充填し、紫外線硬化性組成物で注入孔を封止した後、紫外線硬化性組成物を紫外線硬化させる工程を含むプラスチックレンズの製造方法において、
熱硬化性プラスチック原料組成物が、式（１）及び／又は式（２）：

で示される一種以上のメルカプト化合物及び一種以上のポリイソシアネートを主成分とし、更に紫外線吸収剤を含有するものであり、かつ、
紫外線硬化性組成物が、重量平均分子量が１０，０００〜５０，０００であるポリイソプレンアクリレートオリゴマーを主成分とするものである
ことを特徴とする方法。