JP5926562B2 - 眼鏡用プラスチックレンズの製造方法 - Google Patents
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Description
その一方、プラスチックレンズだと屈折率が高くなっても比重はさほど増加せず、眼鏡レンズの重量もさほど増加しない。そのため、眼鏡レンズの装用感の低下を抑制することができる。
その結果、硬化工程を短縮化できたとしても、ハードコートや染色を行うことができない可能性があり、最終製品への応用の幅を狭めてしまうことになる。
本発明の第1の態様は、
ジアリルフタレート化合物を含有する組成物を成形型に充填する充填工程と、
前記充填工程後、前記成形型を加熱することにより前記組成物を硬化させる硬化工程と、
を有し、
前記硬化工程は、前記組成物に対する昇温、又は、昇温と温度維持とを組み合わせることによって、前記充填工程後の温度から前記組成物を昇温させる昇温工程を有しており、
前記昇温工程は、
前記充填工程後の温度から前記組成物を昇温する第1昇温工程と、
前記第1昇温工程後、前記第1昇温工程よりも温度変化率を上げて前記組成物を昇温する第2昇温工程と、
を有しており、
前記第1昇温工程の温度変化率は2.5℃/時間を超え5℃/時間未満であり、前記第2昇温工程の温度変化率は12℃/時間未満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である。
ただし、前記昇温工程において最大の温度変化率となる工程を第2昇温工程とする。
本発明の第2の態様は、第1の態様に記載の態様であって、
前記硬化工程の開始から終了までの時間を100%とした場合、少なくとも、前記硬化工程の開始から80%の時間までの間は前記昇温工程が行われることを特徴とする。
本発明の第3の態様は、第1又は第2の態様に記載の態様であって、
前記硬化工程は10時間以内で行うことを特徴とする。
次に、[実施の形態2]において、[実施の形態1]の1.C)b)乖離抑制工程を細分化した好適例について説明する。
その後、[実施の形態3]において、熱硬化性組成物が内部に充填されている成形型に対して温度変化を与える温度調節機、即ち温度調節機の設定温度に焦点を当てて説明する。
最後に[実施の形態4]において各種変形例について説明する。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
本実施形態においては図5を用いつつ、次の順序で説明を行う。なお、以下に記載の「ステージI〜V」については、後述する実施例における表1に記載の温度変化の段階のことを指す。
1.眼鏡用プラスチックレンズの製造方法
A)熱硬化性組成物の準備
B)充填工程
C)硬化工程(ステージI〜V)
a)昇温工程(ステージI〜III)
i)第1昇温工程(ステージII)
ii)第2昇温工程(ステージIII)
b)乖離抑制工程(ステージIV〜V)
i)降温工程(ステージIV)
ii)温度復帰工程(ステージV)
D)離型工程
E)その他の工程
2.実施の形態による効果
A)熱硬化性組成物の準備
本実施形態においては、眼鏡用のプラスチックレンズを製造する場合について説明する。なお、上述の通り、本明細書における「組成物」とは、熱硬化性という特性を有する又は有していた組成物を含む。つまり、プラスチックレンズの原料段階のもの(熱硬化前の組成物)を表すこともあるし、熱硬化させた後且つD)離型工程前のもの(熱硬化後の組成物)を表すこともある。また、説明の便宜上、眼鏡用プラスチックレンズのことを短縮化して単に「レンズ」とも言う。
上記の組成物を十分に撹拌混合した後、図5(a)に示す成形型1の内部にこの組成物4を充填する。以下、この成形型1について説明する。
成形型1に組成物4を充填した後、本工程にて成形型1を温度調節機にて加熱することによりこの組成物4を重合させ、硬化させる。本工程では、前半に昇温工程(表1におけるステージI〜III)を行い、後半に乖離抑制工程(表1におけるステージIV〜V)を行うことになる。以下、硬化工程について説明する。
本工程においては、組成物4に対する昇温、又は、昇温と温度維持とを組み合わせることによって、B)充填工程後の温度から組成物4を昇温させる。本工程において、液状の組成物4をゲル化させ、そして硬化させていく。なお、本実施形態における「昇温」とは、温度を連続的に上昇させることを指し、「温度維持」とは温度変化を行っていないことを指す。そのため「昇温と温度維持とを組み合わせ」とは、段階的に昇温していくことを指し、「あるステージでは昇温し、その直後のステージでは温度維持を行う」場合、また、その逆に、「あるステージでは温度維持を行い、その直後のステージでは昇温する」場合を指す。まとめて言うと、本工程は、降温を行わない工程のことを指す。
まず、第1昇温工程では、温度変化率を2.5℃/時間を超え5℃/時間未満とする。このような温度設定にすることにより、硬化工程の前半の温度変化に起因して発生するダレの発生を抑制することができる。
第1昇温工程後、上記第1昇温工程よりも温度変化率を上げて上記組成物4を昇温する。その際、温度変化率は12℃/時間未満とする。第1昇温工程を行った上で、このような温度設定にすることにより、組成物4内に発生する過度の対流を抑制することができる。その結果、ダレを抑制した上で、同じく硬化工程の前半の温度変化に起因して発生する脈理の発生を更に抑制することができる。
以下、本実施形態において、上記欠陥以外の欠陥の発生のおそれを更に抑制する手法について説明する。
上述のように、組成物に対する硬化工程の短縮化が要望されている。とはいえ、むやみやたらに硬化工程を短縮化すると、光学歪、ダレや脈理が発生するおそれがある。
なお、これらの欠陥はプラスチックレンズに光を照射したときに影を形成することから、以降、これらの欠陥をまとめて「影欠陥」とも言う。
本工程においては、まず、組成物4の昇温を停止する。そして、この組成物4に対し、C)a)昇温工程後の温度を出発してから再びC)a)昇温工程後の温度域の温度となるまで、温度の高低において往復変動させる。具体的に言うと、本工程はi)降温工程及びii)温度復帰工程という2つの工程から形成されている。
本工程では、組成物4の温度を一旦降温させることにより、成形型1の表面から組成物4が乖離してしまうおそれを抑制する。本工程までに行われたC)a)昇温工程により、組成物4の硬化は進行している。
まず、熱による硬化に伴い収縮する組成物は、通常、自己発熱を生じることになる。この自己発熱の熱量は、硬化工程において増加し、ピークを迎え、その後低下する。これは、組成物が硬化していく度合いとほぼ同じである。つまり、熱量が上記のように変化していくのと同様に、組成物は硬化していき、その速度がピークを迎え、そして硬化速度は低下していく。
本実施形態においては、上記のi)降温工程を行った上で、降温させた組成物4を再び元の温度に戻す。即ち、組成物4の温度をC)a)昇温工程後の温度域の温度(本実施形態だとC)b)i)降温工程の直前の温度でもある。)に再び戻す。このような温度の高低における往復変動を行うことにより、組成物4と成形型1との間の密着性を維持しつつ組成物4を硬化させることができる。つまり、i)降温工程により一旦硬化を抑えて組成物4の表面が滑らかになりすぎるのを抑制し、組成物4と成形型1との間にはある程度の密着性が存在するようにする。ただ、そのまま組成物4を降温して離型すると、硬化度合いが足りない可能性もある。そのため、硬化度合いを従来に比べてそん色ない程度とするためにも本工程を行うのが好ましい。
その後、成形型1から組成物4を離型する離型工程を行うことになる。その際、C)b)乖離抑制工程後、昇温工程後の温度域の温度となっている組成物4を降温し、成形型1から組成物4を離型するのが好ましい。
上記の工程を行った後、必要があれば組成物4に対して表面処理、アニーリング、切削又は洗浄等を行う。こうして、製品となるレンズを製造する。
本実施形態によれば、以下の効果を奏する。即ち、レンズを製造する際に組成物4の硬化工程を短縮しようとしたとき、ダレや脈理の発生を抑制することができる。その結果、従来だと20時間以上必要としていたところ、ダレや脈理の発生を抑制しつつも、硬化工程を10時間以下へと大幅に短縮化することが可能となる。
本実施形態においては、[実施の形態1]のC)b)乖離抑制工程を細分化した好適例について説明する。具体的には、C)b)乖離抑制工程のi)降温工程を、少なくとも2段階に分けて、組成物4を降温する場合について述べる。
i) 降温工程
イ)第1降温工程
まず、第1降温工程では、組成物4の温度変化率を0℃/時間を超え4℃/時間未満とする。本来、実施の形態1の条件を満たせば影欠陥の発生は抑制できるが、C)b)i)降温工程にて急激に組成物4を降温しすぎない方が、予期せぬ影欠陥が発生するリスクを減らせるという点で更に好ましい。上記のような温度設定にすることにより、急激な温度変化に起因する影欠陥の発生を抑制することができる。
第1降温工程後、上記第1降温工程よりも温度変化率を上げて上記組成物4を降温する。その際、温度変化率は第1降温工程を超える程度とする。このような温度設定にすることにより、本来の目的即ちセパの発生を抑制することができる。
本実施形態においては、[実施の形態1]のように組成物4から見た温度変化ではなく、組成物4が内部に充填されている成形型1に対して温度変化を与える温度調節機、即ち温度調節機の設定温度に焦点を当てて説明する。
なお、本発明の技術的範囲は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、発明の構成要件やその組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や改良を加えた形態も含む。
A)熱硬化性組成物の準備
ジアリルフタレートに、重合開始剤としてIPP−27(日本油脂製)を加え、紫外線吸収剤としてUV−5411(サンケミカル株式会社製)を加え、常温で撹拌し、減圧して撹拌しながら脱気を行った。その後、攪拌した液に対しフィルタリングを行い、本実施例にて用いる組成物を作製した。
図5(a)に示す成形型1に対し、フィルタリング済みの液を充填した。具体的には、組成物注入口31から上記の組成物を成形型1内に充填するよう注入した。なお、注入時は大気雰囲気下とし、成形型1の温度を調節する温度調節機の設定温度は42℃とした。
このように成形型1内に充填した組成物4に対し、下記の表1に示すような温度変動を各ステージにて行った。また、表1の温度変動について、温度調節機の設定温度又は組成物4の実際の温度と時間との関係を示すグラフを図1に示す。なお、本工程は、従来だと20時間要するところ、10時間で行った。
本実施例においては、昇温工程としてステージI〜IIIを設定した。なお、本実施例においては表1におけるステージII(温度変化率4.7℃/時間)がi)第1昇温工程に該当する。また、ステージIII(温度変化率10℃/時間)がii)第2昇温工程に該当する。
本実施例においては、乖離抑制工程としてステージIV〜Vを設定した。なお、本実施例においては表1におけるステージIV(温度変化率−20℃/時間)がi)降温工程、ステージV(温度変化率15℃/時間)がii)温度復帰工程である。
上記のC)硬化工程を終了させた後、昇温工程後の温度域の温度となっている組成物4を降温した。そして、モールド2とガスケット3を取り外し、組成物4を離型した。
この組成物4に対し、アニール処理を行った。こうして、本実施例における眼鏡用プラスチックレンズを得た。
実施例2では、C)硬化工程において、下記の表2に示すような温度変動を各ステージにて行った。また、表2の温度変動について、温度調節機の設定温度又は組成物4の実際の温度と時間との関係を示すグラフを図2に示す。それ以外は、実施例1と同様の工程を行った。
比較例1では、C)硬化工程において、下記の表3に示すような温度変動を各ステージにて行った。更に、比較例2では、下記の表4に示すような温度変動を各ステージにて行った。また、表3及び表4の温度変動について、温度調節機の設定温度又は組成物4の実際の温度と時間との関係を示すグラフを各々図3(a)及び図4(a)に示す。それ以外は、実施例1と同様の工程を行った。
実施例1〜2及び比較例1〜2で作製した眼鏡用プラスチックレンズについて、影欠陥が発生している様子又は影欠陥発生率について調べた。なお、この影欠陥については、高圧水銀ランプを用いて調べた。具体的には、上記の高圧水銀ランプから投射された光を眼鏡用プラスチックレンズに投下させ、映写幕に投影させた。この透過像を目視で観察した。また、影欠陥発生率については、同一手法で作製した眼鏡用プラスチックレンズのうち、上記の目視観察によってどの程度の量のレンズに影欠陥が発生したかを調査することにより算出した。
[付記1]
前記第1昇温工程後に引き続いて前記第2昇温工程を行う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。
[付記2]
前記昇温工程後、前記組成物の昇温を停止し、前記組成物に対し、前記昇温工程後の温度を出発してから再び前記昇温工程後の温度域の温度となるまで、温度の高低において往復変動させることによって、前記組成物の硬化に伴う収縮による前記成形型からの前記組成物の乖離を抑制する乖離抑制工程を更に有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。
[付記3]
前記昇温工程においては、前記組成物を昇温し続け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。
[付記4]
前記乖離抑制工程は、
前記組成物に対する降温工程と、
前記降温工程後、前記組成物に対して前記昇温工程後の温度に復帰させる温度復帰工程と、
を有しており、
前記降温工程は更に、
前記組成物を降温する第1降温工程と、
前記第1降温工程後、前記第1降温工程よりも温度変化率を上げて前記組成物を降温する第2降温工程と、
を有してい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。
[付記5]
前記降温工程を1時間以上行い、3℃を超えた温度の幅で前記組成物を降温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。
[付記6](以下、温度調節機の設定温度)
前記硬化工程は、前記成形型を温度変化させる温度調節機を所定の温度条件に設定することにより行われ、
前記乖離抑制工程は、
前記温度調節機を降温する降温工程と、
前記降温工程後、前記温度調節機に対して前記昇温工程後の温度に復帰させる温度復帰工程と
を有しており、
前記降温工程は、
前記温度調節機を降温する第1降温工程と、
前記第1降温工程後、前記第1降温工程よりも温度変化率を上げて前記温度調節機を降温する第2降温工程と、
を有しており、
前記第1降温工程及び前記第2降温工程は、前記温度調節機における前記昇温工程の終了時の設定温度から、3℃を超え且つ10℃未満の幅で低く設定して、1時間以上行う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。
[付記7]
前記硬化工程は、前記成形型を温度変化させる温度調節機を所定の温度条件に設定することにより行われ、
前記昇温工程においては、前記温度調節機を昇温し続け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。
[付記8]
前記硬化工程は、前記成形型を温度変化させる温度調節機を所定の温度条件に設定することにより行われ、
前記昇温工程は、
前記温度調節機を昇温する第1昇温工程と、
前記第1昇温工程後、前記第1昇温工程よりも温度変化率を上げて前記温度調節機を昇温する第2昇温工程と、
を有しており、
前記第1昇温工程の温度変化率は2.5℃/時間を超え5℃/時間未満であり、前記第2昇温工程の温度変化率は12℃/時間未満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 モールド
21 第一モールド
21a (第一モールドの)使用面
22 第二モールド
22a (第二モールドの)使用面
3 ガスケット
31 組成物注入口
4 組成物
Claims (2)
- ジアリルフタレート化合物を含有する組成物を成形型に充填する充填工程と、
前記充填工程後、前記成形型を加熱することにより前記組成物を硬化させる硬化工程と、
を有し、
前記硬化工程は、前記組成物に対する昇温、又は、昇温と温度維持とを組み合わせることによって、前記充填工程後の温度から前記組成物を昇温させる昇温工程を有しており、
前記昇温工程は、
前記充填工程後の温度から前記組成物を昇温する第1昇温工程と、
前記第1昇温工程後、前記第1昇温工程よりも温度変化率を上げて前記組成物を昇温する第2昇温工程と、
を有しており、
前記第1昇温工程の温度変化率は2.5℃/時間を超え5℃/時間未満であり、前記第2昇温工程の温度変化率は12℃/時間未満であり、
前記硬化工程は10時間以内で行う
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。
ただし、前記昇温工程において最大の温度変化率となる工程を第2昇温工程とする。 - 前記硬化工程の開始から終了までの時間を100%とした場合、少なくとも、前記硬化工程の開始から80%の時間までの間は前記昇温工程が行われることを特徴とする請求項1に記載の眼鏡用プラスチックレンズの製造方法。
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