JP4912995B2 - プラスチックレンズの製造方法 - Google Patents
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Description
図15(a)に示すように、下型を兼ねるプラスチック製の第1のレンズ前駆体101と上型を兼ねる同じくプラスチック製の第2のレンズ前駆体102の間にスペーサ103を介在させて対面配置させる。第1のレンズ前駆体101は完成後のレンズにおける表面(前面)側を構成し、第2のレンズ前駆体102は裏面(後面)側を構成することとなる。この両レンズ前駆体101,102とスペーサ103によって構成されるキャビティ内に感光性エポキシモノマーを充填し、固化させて図15(b)に示すように中間層104を形成させた3層構造のレンズ105を得るようにしている。そして、以後は図15(c)に示すように所定の外形形状となるようにレンズ105に切削加工あるいは研削加工を施すとともに中間層104に対して紫外線を照射して中間層104が所定の屈折率分布状態となるように処理(キュア)している。眼鏡用プラスチックレンズでは取り扱いの便から一般に円形の外形(いわゆる丸レンズ)となるように加工するとともに、実用としては薄さが要求されることから度数を設定する側とは反対側(例えば表面をベースカーブとし裏面側に度数設定する場合には図15(c)のように第1のレンズ前駆体101側)をなるべく薄く加工することとなる。
しかし、実際には第1のレンズ前駆体101を薄肉(例えば0.5mm程度)に構成した場合には次のような不具合が生じることとなる。
1)上記と同様にスペーサ103を介してキャビティ内に感光性エポキシモノマーを充填する場合にそのモノマーを充填する圧力で第1のレンズ前駆体101が膨張するため変形してしまう。
2)更に充填後の感光性エポキシモノマーを硬化させるために加熱処理等を施した場合にその加熱処理の段階でも第1のレンズ前駆体101が変形が発生する。
3)そもそも薄肉にした第1のレンズ前駆体101をスペーサ103上に歪みなく配置すること自体が非常に困難である。
これらのことから、感光性エポキシモノマーを硬化させることで中間層を構成するようにした三層構造を有するレンズにおいて度数を設定する側とは反対側のレンズ層(レンズ前駆体)を前もって薄肉とすることでそのための加工工程をなくすための技術が求められていた。
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、感光性エポキシモノマーを硬化させることで中間層を構成するようにした三層構造を有するレンズにおいて所定のレンズ層(レンズ前駆体)を前もって薄肉として、中間層を構成するようにしてもそのレンズ層に変形を生じさせないプラスチックレンズの製造方法を提供することにある。
また、第2の手段では第1の手段の構成に加え、第3のレンズ用モールドとして取り外された前記第1又は第2のレンズ用モールドを使用することをその要旨とする。
また、第3の手段の発明では第1又は2の手段に加え、前記スペーサは粘着性かつ可撓性のあるシート体からなることをその要旨とする。
次いでその露出した側の第1のレンズ前駆体表面に着脱可能な粘着性かつ可撓性のあるシート体を貼着し、シート体上に取り外した第1又は第2のレンズ用モールドと同じレンズカーブ構成の第3のレンズ用モールドを貼着する。これによって第1のレンズ前駆体は再び表裏から保持されることとなる。第3のレンズ用モールドは取り外した第1又は第2のレンズ用モールドをそのまま使用してもよい。また、取り外した第1又は第2のレンズ用モールドとは違うものの同じレンズカーブ構成の他の第1又は第2のレンズ用モールドを使用することも可能である。同じレンズカーブ構成とは曲率が同じあるいは近似していることを意味する。
ここに、粘着性かつ可撓性のあるシート体とは例えば高分子ゲルからなる厚さ数μmから数mm程度の厚みのシート体が挙げられ、素材としてはウレタン系、シリコーン系、アクリル系等が挙げられる。
ここに、スペーサは完全な円環を形成していなくとも構わない。また、複数のパーツで構成されていても構わない。要は、第2のキャビティに充填した感光性モノマーがこぼれなければよいため例え部分的に切れ目が形成されていても蓋をしたり切れ目側を上方に向ける等して対処できるからである。スペーサの材質は特に限定されることはない。例えば硬質な素材であってもゲル剤や接着剤を併用させることで第1及び第2のレンズ前駆体と密着性のよい壁面を構築できるからである。しかし、スペーサとしては上記と同様粘着性かつ可撓性のあるシート体が作業上好ましい。スペーサの厚みは形成される中間層の厚みと一致するため、どのような中間層を必要とするかによって変更されるべき要素である。眼鏡レンズ用としては一般的には数μmから数mm程度である。
感光性モノマーの硬化の手段としては熱硬化(マイクロウェーブによる誘電加熱も含む)、光硬化が等想定される、
また、中間層の厚みは全域で同じ厚みであることが好ましい。つまり第1のレンズ前駆体の中間層と接する面のカーブと第2のレンズ前駆体の中間層と接する面のカーブ構成が同じであることが好ましい。これはこの後の中間層に対する紫外線照射による所定の屈折率分布の設定処理に寄与する。
また、第1及び第2のレンズ用モールドのうちのいずれか一方のモールドを取り外した際に露出する第1のレンズ前駆体の面は上面を向けるようにセットすることが、以後の工程における取り扱い上好ましい。
以下、本発明の具体的な実施例1について説明する。
1.レンズ前駆体成形工程
まず、第1のレンズ用モールド1と第2のレンズ用モールド2を用意する。第1及び第2のレンズ用モールド1,2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1のレンズ用モールド1の裏面1aは成形される第1のレンズ前駆体としての前側レンズ片3の前面(物体側)を成形するための曲面とされ、第2のレンズ用モールド2の表面2aは成形される前側レンズ片3の裏面(眼球側)を成形するための曲面とされている。本実施例1では裏面1aと表面2aのカーブは同じ曲率に構成され、裏面1aと表面2aの間隔は0.5mmとされている。
図1に示すように両モールド1,2の裏面1aと表面2aとを所定の間隔を空けて対向配置させて片面に粘着面を形成したテープ4によって両モールド1,2の外周を包囲して内部に第1のキャビティC1を構成させる。そして、プラスチックレンズ成形の定法に従ってキャビティC1内に調整されたレンズ用モノマー5を図示しないシリンジを使用して注入する(図2の状態)。そして定法に従って所定時間加熱処理を施し、レンズ用モノマー5を硬化させて前側レンズ片3を作製する。作製された前側レンズ片3は厚みの均等(0.5mm)なメニスカス形状の透明なプラスチックレンズとなる。
図3に示すように本実施例1では前側レンズ片3を硬化させた後に、テープ4を剥がし上側の第1のレンズ用モールド1のみを脱型させる。前側レンズ片3は露出面3a側が上を向くようにセットされる。
図4に示すように、前側レンズ片3の露出面3aに対してその全面を覆うようにゲルシート7を貼着する。本実施例1ではゲルシート7はウレタンエラストマー製の厚み0.2mmのものを使用する。そして、図5に示すようにゲルシート7の上に一旦取り外した第1のレンズ用モールド1をゲルシート7を覆うようにして貼着する。
3.第2のキャビティ構成工程
図6に示すように、上記において下側に配置されていた第2のレンズ用モールド2を前側レンズ片3から脱型させ上記露出面3aとは逆側の面を露出させる。これを第1の成形加工面3bとする。一方、図7に示すように第2のレンズ前駆体としての後側レンズ片8を用意する。後側レンズ片8はメニスカス形状の透明なプラスチックレンズであって、本実施例1では10mmの厚みとされている。同後側レンズ片8の前面は第2の成形面8aとされている。
後側レンズ片8の第2の成形面8aの縁寄りには円環状のスペーサ9を貼着する。本実施例1ではスペーサ9はウレタンエラストマー製の厚み0.5mmのものを使用する。そして、図8に示すように前側レンズ片3の第1の成形加工面3bと後側レンズ片8の第2の成形面8aが正対するように前側レンズ片3をスペーサ9上に載置させる。このような状態で第1及び第2の成形加工面3b,8a及びスペーサ9に包囲された第2のキャビティC2が形成される。尚、本実施例1では第1のレンズ用モールド1と後側レンズ片8の外方から図示しないクリップにて厚み方向に圧縮されているため、第1のレンズ用モールド1、前側レンズ片3及び後側レンズ片8等が重複配置されている状態からばらけてしまうことはない。
図9に示すように第2のキャビティC2内に調整された光硬化性モノマーとしてのエポキシモノマー11をシリンジ10内に収容し、同シリンジ10のニードル10aをスペーサ9の外側面から刺通させてモノマー11を注入する。第2のキャビティC2内にモノマー11を充填させた後にニードル10aを抜くが、スペーサ9に復元力があるため刺通穴は自動的に塞がる。そして光硬化性モノマーの硬化定法に従って所定時間加熱処理を施し、エポキシモノマー11を硬化させて図10のように中間層12を成形する。これによって前側レンズ片3と後側レンズ片8に挟持された中間層12を有する3層構造のレンズ13が成形されることとなる。図11に示すように、ゲルシート7とともに第1のレンズ用モールド1を取り外すことでレンズ13が得られる。第1のレンズ用モールド1は再利用可能である。
5.後加工工程
図11に示すカット線に沿ってレンズ13を所定のサイズにカットして丸レンズを得るようにする。そして中間層12に対し紫外線を照射して所定の屈折率分布を付与する。
(1)従来ではこのような感光性樹脂からなる中間層を有する3層構造のレンズを作製する場合に厚みを薄くするためにはレンズ層(レンズ前駆体)を切削あるいは研削して薄くするしかなかった。しかし、このようにして常に前側レンズ片3を変形が生じないように保持しながら中間層12を形成させるようにすれば、当初から薄いレンズ層(レンズ前駆体)を使用してレンズ13を作製することができるため、加工のための時間的なロスや材料ロスが生じない。
(2)第1のレンズ用モールド1の裏面1aと第2のレンズ用モールド2の表面2aは同じカーブ構成であるため、図5における層構造が安定し、第1のレンズ用モールド1がずれたり前側レンズ片3が変形したりすることがない。
以下、本発明の具体的な実施例2について説明する。尚、実施例1と同様の構成についての説明は省略する。
1.レンズ前駆体成形工程
まず、第1のレンズ用モールド1と第2のレンズ用モールド2を用意する。第1及び第2のレンズ用モールド1,2の構成は実施例1と同様であり、実施例1と同様にテープ4によって外周を包囲する(図1)。そして実施例1と同様の工程で前側レンズ片3を作製する(図2)。
次いで、前側レンズ片3と第2のレンズ用モールド2との外周の境界線に沿ってテープ4をカットし、図12に示すように、上下に2分割する。つまり、第2のレンズ用モールド2のみが脱型されて成形された前側レンズ片3はテープに支持されて第1のレンズ用モールド1に面着された状態となる。
図7に示すように、第2のレンズ前駆体としての後側レンズ片8を用意し、後側レンズ片8の第2の成形面8aの縁寄りには円環状のスペーサ9を貼着する。後側レンズ片8及びスペーサ9の構成は実施例1と同様である。そして、図13に示すように前側レンズ片3の第1の成形加工面3bと後側レンズ片8の第2の成形面8aが正対するように前側レンズ片3をスペーサ9上に載置させる。このような状態で第1及び第2の成形加工面3b,8a及びスペーサ9に包囲された第2のキャビティC2が形成される。尚、本実施例2でも第1のレンズ用モールド1と後側レンズ片8の外方から図示しないクリップにて厚み方向に圧縮されているため、第1のレンズ用モールド1、前側レンズ片3及び後側レンズ片8等が重複配置されている状態からばらけてしまうことはない。テープ4はクリップで挟んだ後で剥がすものとする。
実施例1と同様第2のキャビティC2内に調整された光硬化性モノマーとしてのエポキシモノマー11をシリンジ10のニードル10aをスペーサ9の外側面から刺通させて注入する。そして実施例1と同様エポキシモノマー11を硬化させて図14のように中間層12を成形する。これによって前側レンズ片3と後側レンズ片8に挟持された中間層12を有する3層構造のレンズ13が成形されることとなる。次いで、図11のように第1のレンズ用モールド1を取り外すことでレンズ13が得られる。第1のレンズ用モールド1は再利用可能である。
5.後加工工程
実施例1と同様である(図11)。
このように構成することにより本実施例2も実施例1と同様の効果が奏される。
・上記実施例1では前側レンズ片3を硬化させた後に、第1のレンズ用モールド1側を脱型させるようにしていたが、逆に第2のレンズ用モールド2側を脱型させるようにしてももちろん構わない。
・上記実施例2では前側レンズ片3を硬化させた後に、第2のレンズ用モールド2側を脱型させるようにしていたが、逆に第1のレンズ用モールド1側を脱型させるようにしてももちろん構わない。
・ 上記実施例では第1のレンズ用モールド1、前側レンズ片3及び後側レンズ片8等を重複配置状態で固定するための手段としては図示しないクリップを使用したが、クリップの代わりにテープ4を巻回するようにしてもよい。
・ゲルシート7と第1のレンズ用モールド1や前側レンズ片3との接着性を向上させるためにゲルシート7との間に接着剤を介在させるようにしてもよい。
・スペーサ9の形状は上記実施例に限定されない。後加工工程によってレンズ13を所定のサイズにカットするのであるからスペーサ9は所定の厚みを維持でき、第1及び第2の成形加工面3b,8aとともに第2のキャビティC2を構成できれば足る。
・その他、本発明の趣旨を逸脱しない態様で実施することは自由である。
Claims (3)
- レンズの表面及び裏面のいずれか一方を成形するための成形加工面を備えた第1のレンズ用モールドといずれか他方を成形するための成形加工面を備えた第2のレンズ用モールドであって、それぞれの成形加工面を対面配置させた状態で同両レンズ用モールドを組み合わせて構成される第1のキャビティ内に調整したレンズ用モノマーを充填し、同モノマーを硬化させて第1のレンズ前駆体を成形し、次いで硬化した同第1のレンズ前駆体に面着された第1又は第2のレンズ用モールドのいずれか一方を取り外し、露出した同第1のレンズ前駆体表面に着脱可能な粘着性かつ可撓性のあるシート体を貼着するとともに同シート体上に取り外した第1又は第2のレンズ用モールドと同じレンズカーブ構成の第3のレンズ用モールドを貼着し、次いで同第1のレンズ前駆体に対して面着されている側の第1又は第2のレンズ用モールドを取り外すとともに、前もって成形しておいた第2のレンズ前駆体に対してリング状のスペーサを介在させて同第1のレンズ前駆体を対面配置させることで同第1及び第2のレンズ前駆体の間に第2のキャビティを構成し、同第2のキャビティ内に調整した感光性モノマーを充填した後に同感光性モノマーを硬化させて3層構造のレンズを成形し、次いで前記シート体及び前記第3のレンズ用モールドを取り外すようにしたことを特徴とするプラスチックレンズの製造方法。
- 第3のレンズ用モールドとして取り外された前記第1又は第2のレンズ用モールドを使用することを特徴とする請求項1に記載のプラスチックレンズの製造方法。
- 前記スペーサは粘着性かつ可撓性のあるシート体からなることを特徴とする請求項1又は2に記載のプラスチックレンズの製造方法。
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