JP5748597B2 - プラスチックレンズの製造方法 - Google Patents
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Description
しかしながら、実際に眼鏡を製造する際に眼鏡フレームに枠入れされるレンズの大部分は子午線方向が短く、水平方向が長い。したがって注型重合により得られた円形のプラスチックレンズ(レンズブランクス)の子午線方向の上下端部は切断されて廃棄されているのが実情である。この廃棄される部分に使用されたプラスチックレンズ原料液は実際の眼鏡レンズには不要なものであるため、原料液の使用量を低減し製造コストを抑えるためには、枠入れ時に除去される部分は可能な限り少なくすることが望ましい。また、環境負荷の点からも、枠入れ時の廃棄物量は低減することが望ましい。
これに対し本発明者らは更に鋭意検討を重ねた結果、中心対称な面形状の凹面を有するプラスチックレンズを、該凹面を被支持面として、レンズ載置台の同一円弧上に配置された突起状の支持部によって支持してアニールすることで、非点収差(アスティグマ)の発生が抑制された高品質なプラスチックレンズが得られることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
[1]同一円弧上に配置された突起状の支持部を有するレンズ載置台上に、中心対称な面形状の凹面を有するプラスチックレンズを該凹面を下方に向けて配置し、上記支持部をプラスチックレンズの上記凹面に当接させた状態でプラスチックレンズをアニールすることを含むことを特徴とするプラスチックレンズの製造方法。
[2]前記支持部は、同一円弧上に等間隔に配置された突起状かつ帯状の支持部である[1]に記載のプラスチックレンズの製造方法。
[3]前記レンズ載置台は、上方に開放する開口部内に前記支持部を有し、かつ、
前記開口部の内周面の少なくとも一部を前記プラスチックレンズの端面と当接させてプラスチックレンズの位置決めを行うことを更に含む、[1]または[2]に記載のプラスチックレンズの製造方法。
[4]前記アニールされるプラスチックレンズは、平面視形状が非円形である[1]〜[3]のいずれかに記載のプラスチックレンズの製造方法。
以下、本発明のプラスチックレンズの製造方法(以下、「本発明の製造方法」ともいう)について、更に詳細に説明する。
本発明においてアニール時にレンズを載置するレンズ載置台は、同一円弧上に配置された突起状の支持部を有する。上記支持部は、同一円弧上に連続に、または不連続に配置される。同一円弧上に連続する突起状支持部とは、即ち同一円弧上の全周にわたり存在する円環状の支持帯である。一方、同一円弧上に不連続に配置された突起状支持部は、レンズ凹面を点で支える棒状突起部であってもよく線で支える帯状突起部であってもよいが、レンズ支持の安定性の点からは帯状突起部が好ましい。これらの不連続な突起部は、同一円弧上に3つ以上存在することが、レンズ支持の安定性の観点から好ましい。また、棒状突起部、帯状突起部とも等間隔に配置されていることがレンズを安定に支持するうえで好ましい。支持部上面形状は、図1上図に示すように角のない丸みを帯びた形状であることがレンズ凹面の面形状を良好に維持する上で好ましい。
本発明では図2上図に示すように、レンズ載置台の突起状の支持部をレンズ凹面に当接させた状態でプラスチックレンズをアニールする。ここで本発明におけるアニール対象レンズは、被支持面が中心対称な面形状を有するものであり、かつ支持部は同一円弧上に配置されているため、上記支持部によって被支持面を支持することで、被支持面と支持部それぞれの中心対称性を利用して、従来安定な支持が困難と考えられていたレンズ凹面を被支持面としてレンズを安定に支持することができる。
また、図3に示す円筒部材1は、側面周縁部に切り欠3を有する。この切り欠は、プラスチックレンズ原料液の流路の一部をなす。この点については後述する。
例えば、通常の注型重合で使用される成形型は、図4に示すように、レンズの前面(凸面)を形成すべく凹面側に成形面を有する凹面型である円形の第一モールド21、レンズの後面(凹面)を形成すべく凸面側に成形面を有する円形の第二モールド22を有し、環状のガスケット23が両モールドの周面を取り囲むことによって内部に円形キャビティ24が形成されている。第一モールドおよび第二モールドは、製造治具にて取り扱い可能な非転写面(非使用面27)とレンズの光学表面を転写させるための転写面(使用面26)を有する。使用面26はレンズの光学面形状および表面状態を転写する面である。この成形型では、注入口部25から注入されたプラスチックレンズ原料液が、ガスケット23の側面に設けられた注入口28からキャビティ24内へ導入され、キャビティ24内で硬化反応が行われる。したがって、得られる成形体は、キャビティ24と同様に円形である。本発明において円形レンズを製造する場合には、上記構成の成形型を使用することができる。または、特許文献2(特開2007−216665号公報)に記載されているように、2つの円形モールドの周面にテープを巻きつけて形成した円形キャビティにプラスチックレンズ原料液を注入して円形レンズを得ることも可能である。
また、図6に示す有底モールド31は、側面周縁部に切り欠33を有する。この切り欠は、プラスチックレンズ原料液の流路の一部をなす。この点については後述する。
上記キャビティに注入されるプラスチックレンズ原料液(以下、「レンズ原料液」ともいう)は、硬化性成分を含むものであり、通常眼鏡レンズ用プラスチックレンズ基材を構成する各種ポリマーの原料モノマー、オリゴマーおよび/またはプレポリマーを含むことができ、共重合体を形成するために2種以上のモノマーの混合物を含むこともできる。上記硬化性成分は、熱硬化性成分であっても光硬化性成分であってもよいが、注型重合では通常、熱硬化性成分が使用される。レンズ原料液には、必要があればモノマーの種類に応じて選択した触媒を添加することもできる。また、レンズ原料液には、通常使用される各種添加剤を含むこともできる。
1.成形型Cの作製
(1)有底モールドの成形
オレフィン系熱可塑性樹脂であるポリエチレンエラストマー(住友化学社製エクセレンFX)を用いて、内部底面から段差部の上端縁部までの部分の断面形状が角丸四角形(短径62mm、長径73mm、内部底面から上端縁部までの高さ14mm)である凹部を有し、かつ段差部の外形が直径約80mmの円形である有底モールドを射出成形により得た。有底モールドを成形するための金型としては、有底モールド凹部の内部底面に転写される面が鏡面研磨加工を施した凹面である金型を使用した。この金型を使用することにより、凹部の内部底面が中心対称性を有する非球面形状のレンズ凹面を形成可能な凸形状の成形面である有底モールドが成形された。
成形した有底モールドの側面にカッターによって注入口を形成した後、別途射出成形により成形した注入口部を、注入口部の開口と有底モールド側面の注入口が連通するように、有底モールド側面に接着剤で貼り付けた。
以上の工程により、図11に示す形状の有底モールドを得た。
上記(1)で得た有底モールドの開口に、凸面を形成すべく凹形状の成形面を有する円形のガラスモールドを嵌挿することにより、図11に断面図を示す成形型を組み立てた。
上記1.(2)で得た成形型を、有底モールドの注入口部が鉛直上方を向くように配置した後、注入口部からジエチレングリコールビスアリルカーボネート樹脂(CR−39)の原料液を、有底モールドの凹部を円形モールドで閉塞することにより形成したプラスチックレンズ原料液注入用キャビティ内に導入し、該キャビティが満たされた後に、所定の重合プログラムに従って硬化反応を行った。硬化反応終了後、成形型からレンズを取り出した。成形型から取り出したレンズの形状はキャビティと同様の形状、即ち、短径62mm、長径73mmの角丸四角形であった。即ち、非円形レンズを得ることができた。得られたレンズの厚さは、上記凹部の内部底面から上端縁部までの高さと同様であり、また凹面は中心対称性を有する非球面形状に形成された。
上記2.において成形型から取り出されたレンズを、図1に示すレンズ載置台上に、図2に示すように、レンズ凹面をレンズ載置台の等間隔に配置された4つの帯状突起部と当接させた状態で配置した。この状態でレンズを加熱炉内に導入し、20〜115℃の条件でアニールした。
アニール時に非円形レンズを特開平7−108622号公報の図1および図2に記載の円形開口部を有するレンズ載置台上に凸面を被支持面として配置した点以外、実施例1と同様の方法でプラスチックレンズを得た。
比較例1で得られたレンズのアスティグマは上記規格外であったのに対し、実施例1では、上記規格内のレンズを得ることができた。比較例1においてアスティグマが顕著に発生した理由は、非円形レンズが不安定な保持状態でアニールを施されたことによるものと考えられる。これに対し実施例1では、上記の通り眼鏡レンズの矯正に不要なアスティグマの発生を抑制することができた。かかるレンズを使用すれば、装用感に優れる眼鏡を提供することができる。また、実施例1で得た非円形レンズは、有底モールドの内部底面から段差部の上端縁部までの部分の断面形状を円形(直径75mm)に変更した点以外、実施例1と同様に成形型の作製およびプラスチックレンズの成形を行うことにより得られる円形レンズと比べて、体積が約35%少ない。したがって体積が少ない分、1枚のレンズを得るためのプラスチックレンズ原料液の使用量を低減することができ、また、その分だけ枠入れのための縁摺加工において除去、廃棄される量を低減することができる。
1.成形型Aの作製
(1)円筒部材の成形
オレフィン系熱可塑性樹脂であるポリエチレンエラストマー(住友化学社製エクセレンFX)を用いて、断面形状が角丸四角形(短径52mm、長径72mm)である貫通孔を有する円筒部材(外径81.5mm、高さ17.5mm)を射出成形により得た。
成形した円筒部材側面の周縁部にカッターによって切り欠を形成した。
以上の工程により、図3に示す形状の円筒部材を得た。
上記(1)で得た円筒部材を、上記と同様のポリエチレンエラストマー製の環状のガスケット内に挿入した。この際、ガスケット側面の注入口と切り欠が一致するように位置決めした。その後、ガスケットの開口に2枚の円形ガラスモールドを嵌め込むことにより、図5に断面図を示す成形型を組み立てた。
上記1.(2)で得た成形型を、ガスケットの注入口部が鉛直上方を向くように配置した後、注入口部からジエチレングリコールビスアリルカーボネート樹脂(CR−39)の原料液を、円筒部材貫通孔を2枚のモールドで封止することにより形成したプラスチックレンズ原料液注入用キャビティ内に導入し、該キャビティが満たされた後に、所定の重合プログラムに従って硬化反応を行った。硬化反応終了後、成形型からレンズを取り出した。実施例2において、成形型から取り出したレンズの形状は、円筒部材の貫通孔と同様の形状、即ち、短径52mm、長径72mmの角丸四角形であった。即ち、非円形レンズを得ることができた。得られた非円形レンズの凹面は、ガラスモールドの成形面形状が転写されたことで中心対称性を有する非球面形状となった。また、得られたレンズの厚さは、上記円筒部材の高さと同様であった。この非円形レンズから眼鏡フレームの枠形状に応じて不要な部分を除去し、眼鏡フレームに枠入れすることにより、眼鏡を完成させることができる。
例えば上記ガスケットに2枚の円形モールドを嵌め込み組み立てた成形型により成形される円形レンズは、ガスケット取り出し時には直径約80mm程度であり周縁部のバリ等を除去すると直径75mm程度となる。この円形レンズと比べると、上記非円形レンズの体積は約35%少ない。したがって体積が少ない分、1枚のレンズを得るためのプラスチックレンズ原料液の使用量を低減することができ、また、その分だけ枠入れのための縁摺加工において除去、廃棄される量を低減することができる。
上記2.において成形型から取り出されたレンズを、図1に示すレンズ載置台上に、図2に示すように、レンズ凹面をレンズ載置台の等間隔に配置された4つの帯状突起部と当接させた状態で配置した。この状態でレンズを加熱炉内に導入し、20〜115℃の条件でアニールした。
1.成形型Bの作製
(1)有底モールドの成形
オレフィン系熱可塑性樹脂であるポリエチレンエラストマー(住友化学社製エクセレンFX)を用いて、断面形状が角丸四角形である凹部(短径62mm、長径73mm、内部側面の高さ18mm)を有する、外形が円形の有底モールド(外径81.5mm、高さ23mm)を射出成形により得た。有底モールドを成形するための金型としては、有底モールド凹部の内部底面に転写される面が鏡面研磨加工を施した凹面である金型を使用した。この金型を使用することにより、凹部の内部底面が中心対称性を有する非球面形状のレンズ凹面を形成可能な凸形状の成形面である有底モールドが成形された。
成形した有底モールドの側面の周縁部にカッターによって切り欠を形成した。
以上の工程により、図6に示す形状の有底モールドを得た。
上記(1)で得た有底モールドを、上記と同様のポリエチレンエラストマー製の環状のガスケット内に挿入した。この際、ガスケット側面の注入口と有底モールドの切り欠が一致するように位置決めした。その後、ガスケットの開口に、凸面を形成すべく凹形状の成形面を有する円形のガラスモールドを嵌め込むことにより、図8に断面図を示す成形型を組み立てた。
上記1.(2)で得た成形型を、ガスケットの注入口部が鉛直上方を向くように配置した後、注入口部からジエチレングリコールビスアリルカーボネート樹脂(CR−39)の原料液を、有底モールドの凹部を円形モールドで蓋閉することにより形成したプラスチックレンズ原料液注入用キャビティ内に導入し、該キャビティが満たされた後に、所定の重合プログラムに従って硬化反応を行った。硬化反応終了後、成形型からレンズを取り出した。成形型から取り出したレンズの形状は、有底モールドの凹部と同様の形状、即ち、短径62mm、長径73mmの角丸四角形であった。即ち、非円形レンズを得ることができた。得られたレンズの厚さは、上記凹部の内部側面高さと同様であり、また凹面は中心対称性を有する非球面形状に形成された。
上記2.において成形型から取り出されたレンズを、図1に示すレンズ載置台上に、図2に示すように、レンズ凹面をレンズ載置台の等間隔に配置された4つの帯状突起部と当接させた状態で配置した。この状態でレンズを加熱炉内に導入し、20〜115℃の条件でアニールした。
Claims (4)
- 同一円弧上に配置された突起状の支持部を有するレンズ載置台上に、中心対称な面形状の凹面を有するプラスチックレンズを該凹面を下方に向けて配置し、上記支持部をプラスチックレンズの上記凹面に当接させた状態でプラスチックレンズをアニールすることを含むことを特徴とするプラスチックレンズの製造方法。
- 前記支持部は、同一円弧上に等間隔に配置された突起状かつ帯状の支持部である請求項1に記載のプラスチックレンズの製造方法。
- 前記レンズ載置台は、上方に開放する開口部内に前記支持部を有し、かつ、
前記開口部の内周面の少なくとも一部を前記プラスチックレンズの端面と当接させてプラスチックレンズの位置決めを行うことを更に含む、請求項1または2に記載のプラスチックレンズの製造方法。 - 前記アニールされるプラスチックレンズは、平面視形状が非円形である請求項1〜3のいずれか1項に記載のプラスチックレンズの製造方法。
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