JP5795186B2 - 眼鏡用プラスチックレンズおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、眼鏡用プラスチックレンズおよびその製造方法に関するものであり、詳しくは、眼鏡製造工程での枠入れ時の廃棄物量が少なく環境負荷の低減された眼鏡用プラスチックレンズ、および眼鏡製造工程での枠入れ時の廃棄物量を削減できるとともに注型重合におけるプラスチックレンズ原料液の使用量の低減も可能な眼鏡用プラスチックレンズの製造方法に関するものである。

プラスチックをレンズ形状に成形してプラスチックレンズを得る方法としては、成形型内でプラスチックレンズ原料液の重合を行う注型重合法が挙げられる。注型重合法では、モールド成形面形状が転写されることにより、レンズ光学面が形成される。

注型重合法としては、２つの円形モールド（上型および下型）を環状のガスケットに挿入し、ガスケットと上下型によって形成されたキャビティ（空間）にプラスチックレンズ原料液を注入して重合する方法（特許文献１参照）、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キャビティにプラスチックレンズ原料液を注入して重合する方法（特許文献２参照）が知られている。

特開２００８−３０４３１号公報 特開２００７−２１６６６５号公報

上記の通り２つの円形モールドの周囲を取り囲むことにより形成されたキャビティ内で重合されたプラスチックレンズの断面は一様に平面視形状が円形である。
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。

そこで本発明の目的は、眼鏡製造工程での枠入れ時の廃棄物量、更には注型重合におけるプラスチックレンズ原料液の使用量、を低減するための手段を提供することにある。

上記の廃棄物量およびプラスチックレンズ原料液の使用量を低減するための手段としては、注型重合により成形するレンズの形状を非円形とすることが考えられる。そこで、非円形レンズを成形するために非円形のモールドを使用することが考えられるが、非円形の２つのモールドを正確に位置合わせすることは困難である。
これに対し本発明者らは上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、注型重合に使用する成形型を構成する環状のガスケットに、内壁面に円周方向に連続して突設された突起帯を形成することで、注型重合におけるプラスチックレンズ原料液の使用量を大幅に低減できることを見出すに至った。これは、成形型内部のキャビティの体積が上記突起帯の存在により小さくなるからである。また、上記突起帯の存在によりキャビティ内部には、断面の平面視形状が非円形となる領域が形成される。このキャビティ内で重合反応を行うことで、枠入れされるレンズの形状（非円形）に近い部分を有する成形体を得ることができるため、枠入れ時に切除し廃棄される外周部分を小さくすることができる。したがって、上記溝部を有することは切除され廃棄される廃棄物量の低減につながるものである。
本発明は、以上の知見に基づき完成された。

即ち、上記目的は、下記手段により達成された。
[１]レンズの一方の面を形成するための第１モールドと他方の面を形成するための第２モールドとをそれぞれ嵌挿するための２つの開口を有し、かつ内壁面に円周方向に連続して突設された突起帯を有する環状のガスケットの前記２つの開口に第１モールドおよび第２モールドをそれぞれ嵌挿させることにより、前記突起帯を含むキャビティを形成すること、および、前記キャビティ内にプラスチックレンズ原料液を注入し、該キャビティ内でプラスチックレンズ原料液を重合することにより眼鏡用プラスチックレンズを得ること、を含み、
前記得られる眼鏡用プラスチックレンズは、前記突起帯の形状が転写されることにより側面に内側に向かってくびれた溝部が形成された成形体であり、該溝部を横断する断面の平面視形状が非円形であることを特徴とする眼鏡用プラスチックレンズの製造方法。
[２] 前記突起帯はガスケット内壁面からキャビティ内部に向かってテーパー状に突出している[１]に記載の眼鏡用プラスチックレンズの製造方法。
[３]前記得られる眼鏡用プラスチックレンズの溝部を横断する断面の上方および下方には平面視が円形となる領域が存在する[２]に記載の眼鏡用プラスチックレンズの製造方法。
[４]側面に内部に向かってくびれた溝部を有し、該溝部を横断する断面の平面視形状が非円形であることを特徴とする眼鏡用プラスチックレンズ。
[５]前記溝部を横断する断面の上方および下方には平面視が円形となる領域が存在する[４]に記載の眼鏡用プラスチックレンズ。

本発明によれば、眼鏡製造工程における枠入れ時の廃棄物量および注型重合におけるプラスチックレンズ原料液の使用量を大幅に低減することができる。

図１（ａ）に本発明に使用可能なガスケットの平面図を示し、図１（ｂ）に上記ガスケットにより構成された成形型のキャビティを含む部分断面図を示す。 図１に示す成形型を用いて作製された眼鏡用プラスチックレンズの断面図を示す。 本発明において使用可能な成形型のキャビティを含む部分断面図を示す。 通常の注型重合で使用される成形型の説明図（断面図）を示す。

本発明は、
レンズの一方の面を形成するための第１モールドと他方の面を形成するための第２モールドとをそれぞれ嵌挿するための２つの開口を有し、かつ内壁面に円周方向に連続して突設された突起帯を有する環状のガスケットの前記２つの開口に第１モールドおよび第２モールドをそれぞれ嵌挿させることにより、前記突起帯を含むキャビティを形成すること、および、前記キャビティ内にプラスチックレンズ原料液を注入し、該キャビティ内でプラスチックレンズ原料液を重合することにより眼鏡用プラスチックレンズを得ること、を含み、
前記得られる眼鏡用プラスチックレンズは、前記突起帯の形状が転写されることにより側面に内側に向かってくびれた溝部が形成された成形体であり、該溝部を横断する断面の平面視形状が非円形であることを特徴とする眼鏡用プラスチックレンズの製造方法、
に関する。
更に本発明によれば、
側面に内部に向かってくびれた溝部を有し、該溝部を横断する断面の平面視形状が非円形であることを特徴とする眼鏡用プラスチックレンズ、
を提供することができる。
以下、本発明について更に詳細に説明する。

まず図４に基づき、通常の注型重合で使用されるガスケットおよびこれにより構成される成形型について説明する。
図４に示す成形型１０は、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モールド（上型）１１、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モールド（下型）１２を有し、環状のガスケット１３が両モールドの周面を取り囲むことによって内部にキャビティ１４が形成されている。上型および下型は、製造治具にて取り扱い可能な非転写面（非使用面１７）とキャビティ内の成形体に表面形状を転写するための転写面（使用面１６）を有する。この成形型では、注入口部１５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１３の側面に設けられた注入口１８からキャビティ１４内へ導入され、キャビティ１４内で重合反応が行われる。したがって、得られる成形体の側面形状は、ガスケットの内壁面形状が転写されることで規定される。図４に示すように円筒状のガスケットを使用する通常の方法では、得られる成形体側面にくびれが形成されることはなく、どの部分においても断面は平面視円形となる。

これに対し本発明において使用される成形型は、上記ガスケットを内壁面に円周方向に連続して突設された突起帯を有する環状のガスケットに置き換えることで構成することができる。一例として図１（ｂ）に、図４に示す成形型のガスケット１３を、図１（ａ）に平面図を示すガスケット２３（内壁面に円周方向に連続して突設された突起帯を有する）に置き換えて構成した成形型のキャビティを含む部分断面図を示す。

図１に示す成形型２０は、環状のガスケット２３が上型１１および下型１２の周面を取り囲むことにより内部にキャビティ１４が形成されている。ガスケット２３は、両端の開口形状は円形である。内壁面に円周方向に連続して突設された突起帯２３０は、成形型２０においてキャビティ１４の内部に位置することとなる。したがって、突起帯２３０の体積分だけ、キャビティ１４を満たすために要するプラスチックレンズ原料液量を低減することができる。図１（ｂ）に示すように、突起帯上面および下面とモールドの転写面との間には、モノマーが流入し得る空間が存在するため、この空間を含むキャビティ内をプラスチックレンズ原料液で満たし重合反応を行うと、キャビティ１４の内部形状が転写され、図２に示すように側面に内側に向かってくびれた溝部２と、その上方および下方に突出部３、３’とが形成された成形体１（眼鏡用プラスチックレンズ）が得られる。溝部２を横断する断面の平面視形状は、図１（ａ）に示すガスケット２３の空洞部２４と同様の形状、即ち非円形となる。前述の通り枠入れされるレンズの多くは非円形であるため、断面の平面視形状が一様に円形である眼鏡用プラスチックレンズを枠入れしようとすると、外周部分の多くを切除する必要がある。これに対し、上記のように非円形部分を含む眼鏡用プラスチックレンズであれば、眼鏡の枠入れのために除去される外周部の体積は非円形部分の分だけ少なくなり、環境負荷の低減に寄与することができる。

成形型から取り出された成形体が両面光学面のフィニッシュドレンズの場合には、図２に点線で除去部分を示すように、成形体から溝部の上方および下方の突出した部分を機械加工（切削、研削等）によって除去し、更に必要に応じて眼鏡フレームの形状に対応するように形状を整えることで、フレームにはめ込み可能な眼鏡レンズを得ることができる。一方、成形型から取り出された成形体が一方の面が光学面、他方の面が非光学面であるセミフィニッシュドレンズの場合には、非光学面を光学面に創成する前または後に、上記除去を行えばよい。上記非円形部分の形状が眼鏡フレームの形状に近似するようにガスケット内壁面に形成する突起帯サイズを決定することで、枠入れ時の廃棄物量をより一層低減することができる。

上記ガスケットは、ガスケットの製造に通常使用される熱可塑性樹脂を射出成形等の公知の成形方法によって成形することにより得ることができる。上記熱可塑性樹脂としては、成形性、柔軟性、耐熱性、耐モノマー安定性、価格等の観点から、オレフィン系樹脂が好ましく、ポリエチレン系エラストマーが特に好ましい。オレフィン系エラストマーの具体例としては、低密度ポリエチレンからなるポリエチレン系エラストマー、ポリプロピレンホモポリマーにゴム成分を微分散させたポリプロピレン系エラストマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体およびエチレン−アルキルアクリレート共重合体などが挙げられる。

本発明の成形型は、上記ガスケットを含む点を除き、通常の注型重合で使用される成形型を何ら制限なく使用することができる。したがって本発明によれば、通常の注型重合で使用される上型および下型を、特段の設計変更なく使用することができるため、光学設計を変えることなくプラスチックレンズ原料液の使用量および枠入れのための廃棄量を低減することができる。上型および下型として、平面視が円形であるガスケットを使用すると、溝部を横断する断面（平面視非円形）の上方および下方には、平面視が円形となる領域が形成されることとなる。

本発明のプラスチックレンズの製造方法において使用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。

前記レンズ原料液の具体例としては、例えば、メチルメタクリレートと一種以上の他のモノマーとの共重合体、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）、ジエチレングリコールビスアリルカーボネートと一種以上の他のモノマーとの共重合体、ポリウレタンとポリウレアの共重合体、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、不飽和ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリウレタン、ポリチオウレタン、エン−チオール反応を利用したスルフィド樹脂、硫黄を含むビニル重合体等を重合可能な原料液が挙げられる。前記プラスチックレンズ原料液注入用キャビティへの原料液の注入は、通常の注型重合と同様、ガスケット側面に設けた注入口を通して行うことができる。

次いで、キャビティ内へ注入されたレンズ原料液に、加熱、光照射等を施すことにより、レンズ原料液に含まれる硬化性成分の硬化反応を行い成形体を得ることができる。硬化反応条件（例えば加熱昇温プログラム）は、特に限定されるものではなく、使用するレンズ原料液の種類に応じて決定すればよい。硬化処理終了後、レンズと密着しているガスケットを、例えば樹脂の弾性を利用して取り外し、次いで２つのモールドを分離（離型）することで成形体（眼鏡用プラスチックレンズ）を取り出すことができる。

図３には、本発明において使用可能な成形型の他の態様を示す。図３に示す成形型３０は、ガスケット２３の突起帯２３０が、キャビティ１４内部に向かってテーパーとなるテーパー形状である点で図１に示す成形型２０と相違する。本発明の製造方法では、重合後には成形体側面溝部にガスケットの突起帯が食い込んでいる。例えば上記のように樹脂の弾性を利用して溝部から突起帯を取り外すことができるが、図３に示すように突起帯がテーパーであれば、溝部から突起部を取り外すことが容易であり好ましい。

こうして成形型から取り出された成形体（眼鏡用プラスチックレンズ）は、前述のようにフィニッシュレンズ（両面が光学的に仕上げられたレンズブランク）であってもよく、セミフィニッシュレンズ（一方の面だけが光学的に仕上げられたレンズブランク）であってもよい。セミフィニッシュレンズは、表面は光学的に仕上げられた面であり、裏面はレンズ処方値に応じて所望のレンズ度数となるように研磨加工される。

その後、両面が光学的に仕上げられたプラスチックレンズは、眼鏡店において、または眼鏡店からの受注を受けた製造メーカーによって、眼鏡フレームの枠形状に縁摺加工され、次いでヤゲン加工される。その前後に反射防止膜、撥水膜等の所望の性能を付与するための機能性膜を、必要に応じて公知の方法でレンズ上に成膜することができる。縁摺加工され、必要に応じて機能性膜が形成されたレンズを眼鏡フレームにはめ込むことにより、眼鏡が完成される。本発明で製造されるプラスチックレンズの形状は、前述のように、通常の注型重合により成形される、断面の平面視形状が一様に円形であるいわゆる円形レンズと比べて枠入れされるレンズ（非円形）の形状に近いため、上記縁摺加工において不要な部分として除去され廃棄される部分の量を大幅に低減することができる。前記溝部を横断する断面の平面視形状は、角丸四角形、楕円形、略楕円形、多角形等の円形以外の各種形状を取ることができる。一般的な眼鏡フレームの形状は、子午線方向に短く、水平方向に長いため、この形状に近似した断面形状を有する領域を含む眼鏡用プラスチックレンズを作製することが、廃棄物量のよりいっそうの低減の点から好ましく、この点からは角丸四角形または楕円形が好ましく、角丸四角形がより好ましい。得られる眼鏡用プラスチックレンズは、上記断面の平面視形状が、例えば短径（子午線方向）の長さが４５〜６５ｍｍ程度、長径（水平方向）の長さが６０〜７５ｍｍ程度であることが、汎用されている眼鏡フレームの形状に近く、枠入れにより廃棄される部分をより一層低減できるため好ましい。

以下に、本発明を実施例により更に説明するが、本発明は実施例に示す態様に限定されるものではない。

［実施例１］
（１）ガスケットの成形
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、図１（ａ）に示す平面視形状および図１（ｂ）に示す断面形状を有するガスケットを作製した。空洞部２４の平面視形状は、短径５２ｍｍ、長径７２ｍｍの略楕円形とし、突起帯の幅は１０ｍｍ、ガスケット両端の開口径は８０ｍｍとした。

（２）成形型の組み立て
上記（１）で得たガスケット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、注入口部の開口とガスケット側面の注入口が連通するように、ガスケット側面に接着剤で貼り付けた。
上型および下型としてソーダガラス製のモールドを準備し、これらの外径よりもわずかに小さい内径のガスケット開口部に嵌挿することにより図１（ｂ）に示す構成の成形型を組み立てた。

（３）プラスチックレンズの成形
上記（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１において成形型から取り出したレンズは、肉厚が約２０ｍｍであり、側面の中央１０ｍｍ程度の領域に内側に向かってくびれた溝部が形成された、図２に示す断面形状を有するものであった。溝部中央部を横断する断面の平面視形状は、ガスケットの空洞部２４と同様の略楕円形であった。得られたレンズを、断面形状が一様に溝部中央部を横断する断面と同様の略楕円形となるように溝部の上方および下方の突出部を除去し、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２０％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。

[実施例２]
図１に示すガスケットに代えて図３に示すガスケットを使用した点以外、実施例１と同様の方法で注型重合を行った。実施例１と比べて少ない力で、ガスケットからレンズを取り外すことができた。これはガスケット内壁面の突起帯の断面形状が図３に示すようにテーパー形状であったためである。

本発明は、眼鏡レンズの製造分野に有用である。

Claims (3)

1. レンズの一方の面を形成するための第１モールドと他方の面を形成するための第２モールドとをそれぞれ嵌挿するための２つの開口を有し、かつ内壁面に円周方向に連続して突設された突起帯を有する環状のガスケットの前記２つの開口に第１モールドおよび第２モールドをそれぞれ嵌挿させることにより、前記突起帯を含むキャビティを形成すること、および、前記キャビティ内にプラスチックレンズ原料液を注入し、該キャビティ内でプラスチックレンズ原料液を重合することにより眼鏡用プラスチックレンズを得ること、を含み、
   前記得られる眼鏡用プラスチックレンズは、前記突起帯の形状が転写されることにより側面に内側に向かってくびれた溝部が形成された成形体であり、前記溝部を横断する断面の平面視形状が非円形であり、かつ前記溝部を横断する断面の上方および下方には平面視が円形となる領域が存在することを特徴とする眼鏡用プラスチックレンズの製造方法。
2. 前記突起帯はガスケット内壁面からキャビティ内部に向かってテーパー状に突出している請求項１に記載の眼鏡用プラスチックレンズの製造方法。
3. 側面に内部に向かってくびれた溝部を有し、前記溝部を横断する断面の平面視形状が非円形であり、かつ前記溝部を横断する断面の上方および下方には平面視が円形となる領域が存在することを特徴とする眼鏡用プラスチックレンズ。