JP4434496B2 - 透明なポリマー材料製の部材を取り外す方法、および光学レンズのような透明なポリマー製の部材を製造するためのその使用 - Google Patents

透明なポリマー材料製の部材を取り外す方法、および光学レンズのような透明なポリマー製の部材を製造するためのその使用 Download PDF

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Description

【0001】
発明の背景
1.発明の分野
本発明は、2つの構成要素からなるモールドのキャビティー中に、重合可能な液状物質を注入して、重合させることにより製造される光学レンズ(特に眼鏡レンズ)のような透明なポリマー材料製の部材をモールドから取り外す方法に関する。
【0002】
2.従来技術の説明
透明なポリマー材料(有機ガラス)製の光学レンズは、従来、鉱物ガラス製の2つの構成要素をクリップのような固定手段で組み合わされてなるモールドの、その2つの構成要素の間に形成されるキャビティーに重合可能な液状物質を注入して、重合させることで製造されている。このようなモールドは、一般にサンドイッチと呼ばれている。
【0003】
液状物質を重合させた後、固定手段を取り外し、モールドを分解して光学レンズを回収する。
【0004】
重合可能な液状物質は、要求される光学レンズの屈折率に応じて、幅広い種類のものが使用されている。
【0005】
これらの物質の多く、例えば、ジエチレングリコールジアリルカーボネート(CR39R )のようなモノマーを含む物質は、サンドイッチ内で光学レンズ中に引張応力を生じさせるため、重合時に7%以上、通常は10%以上の量で実質的に収縮する。
【0006】
ある種の光学レンズ、特に正の光学ジオプトリを有するレンズは、例えば、顔料を分散させた水溶液にレンズを浸漬させて着色した際に、目視可能なランダム欠陥を有する恐れがある。これらの欠陥は、その形状から一般にシダの葉(ferns)欠陥と呼ばれる。
【0007】
このような欠陥は恐らく、モールド取り外し時、特に重合時に大きく収縮する物質で、かつ正の光学ジオプトリを有する光学レンズのモールド取り外し時、に突然応力が緩和されることによる。
【0008】
米国特許3,171,869号公報には、重合が完了する直前に、サンドイッチを125℃〜235℃の範囲の温度に加熱して、レンズの材料を軟化させ、同時に重合による応力を緩和することからなる液状物質、特に重合時に大きく収縮する液状物質、の重合により得られる光学レンズをモールドから取り外す方法が記載されている。この加熱時に、重合された材料は、モールドの表面から取り外される。
【0009】
米国特許3,171,869号公報のモールド取り外し方法は、モールドからレンズを取り外す際に、成形されたレンズが破損する可能性を減少させる。しかし、成形されたレンズは、当然加熱時または冷却後速やかにモールドの表面から取り外され、これにより生じる応力は、シダの葉欠陥を生じる可能性を有する。
【0010】
国際公開公報WO97/39880号には、モールドの表面からの伝熱により、レンズ表面の重合度を高めて、次に行う着色時に、レンズ表面での色味の分散をより均一にする方法が記載されている。
【0011】
レンズ表面の加熱は、サンドイッチの表面からの伝熱によるため、サンドイッチは均一に加熱されず、重合されるレンズ中に応力を生じる可能性がある。
【0012】
したがって、次に実施するレンズの着色時にシダの葉欠陥および他の欠陥が発生する可能性を著しく削減させる、2つの構成要素からなるモールドのキャビティー中で重合可能な液状物質を重合させることにより得られる、眼鏡レンズのような透明なポリマー材料製の部材をモールドから取り外す方法の開発が望まれている。
【0013】
発明の目的と概要
本発明によれば、上記の目的は、以下の方法により達成される。
a)2つの構成要素からなるモールド中の透明なポリマー材料製の部材を、前記モールド構成要素と、前記部材とを分離することなく、前記透明のポリマー材料のガラス転位温度(Tg)+20℃〜Tg+80℃の範囲のモールド取り外し温度まで均一に加熱する工程と、
b)前記モールド取り外し温度に保持した状態で、前記部材から前記モールド構成要素の少なくとも一方を取り外すために、機械的外力を印加する工程とを含む、2つの構成要素からなるモールドのキャビティー中で、重合可能な液状物質を重合させることにより形成される透明なポリマー材料製の部材をモールドから取り外す方法。
【0014】
モールド取り外し温度は、本発明における重要な特徴である。温度が低すぎる場合、モールドから取り外す際に応力が突然緩和され、部材中にシダの葉欠陥が出現する。一方、温度が高すぎる場合には、部材の破損および/または黄変の可能性が高くなる。一般的に、モールド取り外し温度の上限は、160℃である。例えば、ジエチレングリコールジアリルカーボネートモノマーよりなる液状物質を重合してORMAR レンズを製造する場合、モールド取り外し温度は120℃である。
【0015】
部材は、少なくとも30分間、好ましくは少なくとも40分間均一に加熱する。
【0016】
サンドイッチと、結果的に加熱される成形された部材とは、伝熱のみ、または赤外線照射のみのようないずれかの適当な手段により、モールド取り外し温度まで加熱することができるが、好ましくは赤外線照射と伝熱の組み合わせにより加熱される。過剰な温度勾配をなくして、熱衝撃によるモールドの予期せぬ取り外しを防止するため、加熱は可能な限り均一に行う必要がある。熱衝撃によるモールドの予期せぬ取り外しは、レンズに多数のシダの葉欠陥を生じる原因となる。このような均一な加熱の必要性は、特に正の光学ジオプトリ、より特には、例えば、+3.00ジオプトリ等の高い光学ジオプトリを有する光学レンズの場合に当てはまる。
【0017】
本発明の方法では、モールド取り外し温度で機械的外力を印加することにより、通常はモールドの一方の構成要素のみが成形された部材から取り外され、モールドの他の一方の構成要素はその後取り外される。しかし、モールド取り外し温度で機械的外力を印加することにより、モールドの両方の構成要素を同時に成形された部材から取り外すこと可能である。
【0018】
成形された部材からモールド構成要素を取り外すための機械的外力は、2つのモールド構成要素の間に挿入するレバーとして操作する工具により好都合に印加される。
【0019】
好ましい実施形態の詳細な説明
添付する図1には、正の光学ジオプトリを有するレンズを成形した後、モールド構成要素を分解して、レンズを取り外す本発明の方法の1好適実施形態が示されている。モールド構成要素2,3は、モールド時、クリップおよびシールで従来の方法により保持されている。モールド構成要素の間にはこの目的のために、スパチュラのような工具4が挿入されている。
【0020】
図1を参照すると、工具4は、レバーとして作用するように挿入されており、、その支点は、好ましくは工具とモールドの凸状構成要素2の内面との接点である。工具の一端は、モールドの凹状構成要素3と接触している。したがって、光学レンズ1がモールド取り外し温度に達した時点で、レバーとして作用する工具の自由端に、矢印Aで示す方向に力を印加することで、モールドの凸状構成要素2および凹状構成要素3に反対方向の力F1,F2が印加され、少なくともモールドの凹状構成要素3が取り外される。
【0021】
スパチュラの代わりに半自動式の機械を使用することもできる。
【0022】
以下の実施例により本発明を説明する。
【0023】
使用されるモールドは、正の光学ジオプトリを有する光学レンズを製造するための従来のモールドであり、鉱物ガラス製の凸状構成要素および凹状構成要素と、ゴム製シールとを含み、モールドは、クリップにより閉じた状態で保持されている。
【0024】
上記の種類のモールドは、従来の方法により、中心部の厚さが1.5mmで、+6ジオプトリのORMAR 有機ガラスレンズを成形するのに使用されている。
【0025】
CR39R モノマーを、2.5%PIP(イソプロピルペロキシジカーボネート)と混合させた。混合物は、ロ過し、脱気した後に、2つの鉱物ガラス製のモールド構成要素とシールよりなり、金属製のクリップで組み合わせた状態で保持されたモールドに注入した。
【0026】
それらは、オーブン中で17時間の加熱サイクルにより重合させた。
【0027】
重合後、クリップおよびシールを取り外して、サンドイッチを約70℃の希水酸化ナトリウム水溶液で洗浄した後、サンドイッチは、さらに洗浄するためにブラシがけされた。
【0028】
サンドイッチの洗浄およびブラシがけ後の温度は、一般に25〜50℃の範囲の温度であった。
【0029】
洗浄され、乾燥させた第1群のサンドイッチ構造のモールドに対して、次に従来の取り外し工程を実施した。
【0030】
洗浄され、乾燥させたサンドイッチを、オーブン中で約70℃に加熱し、オーブンから取り出した後、モールドの間に上記した方法でスパチュラを挿入して、スパチュラを用いて機械的外力を印加した。
【0031】
これにより、レンズからモールドの凹状構成要素が取り外されるが、モールドの凸状構成要素は、通常レンズと固定されたままである。
【0032】
レンズは、その圧縮空気を吹き付けることでモールド構成要素から取り外されて、回収される。
【0033】
(モールド構成要素は、その後、ダストが侵入しないように注意して、新たなシールを用いて再び組み合わせることができる。新たなレンズは、先に実施した方法で成形することができる。)
【0034】
第2群の洗浄され、乾燥させたサンドイッチに対して、本発明の取り外し方法を実施した。洗浄され、乾燥させたサンドイッチは以下のサイクルで120℃まで加熱させた。
【0035】
1.80℃の第1のオーブンで30〜45分
2.100〜110℃の第2のオーブンで30〜45分
3.赤外線照射により、それらを120℃まで加熱(50秒間)
【0036】
サンドイッチは、上記のようにしてモールド構成要素の間に挿入したスパチュラを用いて、その後直ちに120℃で分解される。
【0037】
これにより、モールドの凹状構成要素はレンズから取り外されるが、レンズと凸状構成要素は通常固定されたままである。
【0038】
冷却後、モールドの凸状構成要素は上記のようにしてレンズから取り外される。
【0039】
第1群および第2群のレンズに対して、その後、着色剤が分散され、95℃付近の温度に保持された水浴中にレンズを浸漬させることからなる着色工程を実施する。
【0040】
第1群および第2群のレンズについて、シダの葉欠陥の出現率を測定した。第1群のレンズ(70℃で従来の方法で分解)では、約50%のレンズでシダの葉欠陥が存在していた。一方、本発明の方法を用いてモールドから取り外した第2群のレンズでは、シダの葉欠陥が発生していたのは2%未満であった。
【0041】
したがって、本発明のモールド取り外し方法は、光学レンズにおけるシダの葉欠陥の発生を実質的に削減させる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 正の光学ジオプトリを有する光学レンズを成形した後、モールド構成要素を分解して、レンズを取り外すための本発明の1好適実施形態を示す図である。
【符号の説明】
1:正の光学ジオプトリを有するレンズ
2,3:モールド構成要素
4:工具

Claims (17)

  1. a)2つの構成要素からなるモールド中の透明なポリマー材料製の部材を、前記モールド構成要素と、前記部材とを分離することなく、前記透明なポリマー材料のガラス転位温度(Tg)+20℃〜Tg+80℃の範囲であるモールド取り外し温度まで均一に加熱する工程と、
    b)前記モールド取り外し温度に保持した状態で、機械的外力を印加して前記部材から前記モールド構成要素の少なくとも一方を取り外す工程とを含む、
    2つの構成要素からなるモールドのキャビティー中で、重合可能な液状物質を重合させることで成形される透明なポリマー材料製の部材をモールドから取り外す方法。
  2. 前記部材は、前記モールド中で少なくとも30分間均一に加熱させる請求項1に記載の方法。
  3. 前記部材は、前記モールド中で少なくとも40分間均一に加熱させる請求項1に記載の方法。
  4. 前記透明なポリマー材料は、重合時に少なくとも7%収縮する材料である請求項1〜3のいずれかに記載の方法。
  5. 前記透明なポリマー材料は、重合時に少なくとも10%収縮する材料である請求項1〜3のいずれかに記載の方法。
  6. 前記モールド中の前記部材が、予期せぬモールドの取り外しにつながる熱衝撃を受けない請求項1〜5のいずれかに記載の方法。
  7. 前記透明なポリマー材料は、ジエチレングリコールジアリルカーボネートモノマーを含む重合可能な液状物質の重合により得られる請求項1〜6のいずれかに記載の方法。
  8. 前記機械的外力は、前記モールド構成要素に接するレバーとして操作する工具により印加される請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
  9. 前記モールドの構成要素は、凹状構成要素および凸状構成要素よりなる請求項1〜8のいずれかに記載の方法。
  10. 前記レバーとして操作する工具は、前記凸状構成要素上に支点を有する請求項1〜9のいずれかに記載の方法。
  11. 前記機械的外力を印加した際に、前記成形された部材から、前記凸状構成要素のみが取り外される請求項1〜10のいずれかに記載の方法。
  12. 前記部材は、光学レンズである請求項1〜11のいずれかに記載の方法。
  13. 前記光学レンズは、正(+)の光学的ジオプトリを有するレンズである請求項1〜12のいずれかに記載の方法。
  14. 前記部材の重合後、本発明の方法による熱施与を行う前に、前記部材の温度を20℃〜60℃の範囲の温度まで下げる請求項1〜13のいずれかに記載の方法。
  15. 前記モールド取り外し温度は、Tg+30℃〜Tg+60℃の範囲の温度である請求項1〜14のいずれかに記載の方法。
  16. 重合可能な液状物質を、2つの構成要素からなるモールドのキャビティーに注入する工程と、
    前記注入された物質を重合させることにより、前記成形された部材を製造する工程とを含み、
    前記成形された部材は、請求項1〜15のいずれかに記載の方法により前記モールドから取り外される、透明なポリマー材料から部材を製造する方法。
  17. 前記成形された部材がモールドから取り外された後、さらに、着色処理される請求項1〜16のいずれかに記載の方法。
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