JP6110595B2 - 眼鏡用偏光プラスチックレンズの製造方法 - Google Patents
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Description
偏光レンズとしては、2枚のレンズ基材の間に偏光フィルムを貼り合わせて構成されたプラスチック偏光レンズや、偏光フィルムの周囲に原料モノマーを注入してから重合硬化することによって、レンズ内部に偏光フィルムが埋設されたプラスチック偏光レンズが知られている。
特許文献1に記載されたガスケットは、側壁部内面に偏光フィルムをセット支持するための支持凸部が全周にわたって形成されており、支持凸部の頂面には偏光フィルムの周縁部が差し込み支持される挿入溝が同じく全周にわたって形成されている。そして、支持凸部の挿入溝内に偏光フィルムの周縁部を差し込み支持し、偏光フィルムの周囲に原料モノマーを注入して、プラスチック偏光レンズを製造していた。
図1は、眼鏡用偏光プラスチックレンズの断面図である。図1のレンズはセミフィニッシュレンズ(以下、プラスチックレンズという)である。なお、本実施形態において、プラスチックレンズ100を処方に合わせて研磨することにより得られたレンズを完成品レンズと言う。図1(A)はベースカーブが相対的に小さい眼鏡用偏光プラスチックレンズの例、図1(B)はベースカーブが相対的に大きい眼鏡用偏光プラスチックレンズの例である。
図1(A)、(B)に示すように、プラスチックレンズ100は、眼鏡用のプラスチックレンズであり、第一のレンズ基材110と第二のレンズ基材120との間に、偏光フィルム14が設けられた構成である。第一のレンズ基材110は、プラスチックレンズ100の表面(物体側)に設けられ、第二のレンズ基材120は、裏面(眼球側)に設けられている。そして、第一のレンズ基材110は、偏光フィルム14に対向する面と反対側の面に物体側の面111を有し、第二のレンズ基材120は、偏光フィルム14に対向する面と反対側の面に眼球側の面121を有する。ここで、偏光フィルム14は、プラスチックレンズ100において、物体側の面111に向かって凸形状を有することが好ましい。これにより、物体側の面111の形状に沿うように偏光フィルム14を配置できるので、眼球側の面121に向かって偏光フィルムが凸形状を有する場合よりも、第二のレンズ基材120における研磨可能な厚さを大きくすることができる。
完成品レンズを製造するにあたっては、第二のレンズ基材120の眼球側の面121を研磨することにより、第二のレンズ基材120と偏光フィルム14との距離W2の最小値を0.3mmから0.4mm程度とする。その結果、完成品レンズの厚さWの最小値を通常の完成品レンズと同等の薄さの1.1mm以下とすることができる。ここで、通常の完成品レンズとは、偏光フィルム等のフィルムが第一のレンズ基材110と第二のレンズ基材120との間に設けられていない眼鏡用レンズを言う。また、完成品レンズの厚さが最小となる位置は、物体側の面111の曲率と偏光フィルム14の曲率との組み合わせによって異なり、1点とは限らない。例えば、物体側の面111の曲率よりも偏光フィルム14の曲率の方が大きければ、頂点Tの位置において完成品レンズの厚さWが最小となる。この場合、プラスチックレンズ100(セミフィニッシュレンズ)において物体側の面111と偏光フィルム14との距離W1が最小となる点と完成品レンズの厚さWが最小となる点は一致し、完成品レンズを平面視でみたときに物体側の面111の頂点Tを通る垂線と眼球側の面121との交点と頂点Tとを結ぶ線分の長さが完成品レンズの厚さWの最小値である。また、プラスチックレンズ100における距離W1の最小値と完成品レンズにおける距離W1の最小値は一致する。一方、物体側の面111の曲率よりも偏光フィルム14の曲率の方が小さければ、完成品レンズにおいて、物体側の面111の外周部が完成品レンズの厚さWが最小となる点を含む。この場合、プラスチックレンズ100において物体側の面111と偏光フィルム14との距離W1が最小となる点と完成品レンズの厚さWが最小となる点は必ずしも一致せず、プラスチックレンズ100における距離W1と完成品レンズにおける距離W1も等しいとは限らない。例えば、完成品レンズが玉型加工済みである場合には、完成品レンズの物体側の面111の外周部(レンズ側面と物体側の面111とが交差する位置)は、プラスチックレンズ100における物体側の面111の外周部よりも平面視において内側に位置し、完成品レンズにおける距離W1の最小値はプラスチックレンズ100における距離W1の最小値よりも大きく、0.7mm以下とは限らない。なお、物体側の面111の曲率と偏光フィルム14の曲率とが等しい場合には、物体側の面111の全体において完成品レンズの厚さWは一定して最小であるとみなすことができる。また、プラスチックレンズ100の厚さWに対して、偏光フィルム14の厚さは後述するように無視できる程度の厚さのため、便宜上、偏光フィルム14の厚みは無視している。
多層の偏光フィルム14は、PVAにヨウ素を含浸させものをフィルム状に成形して一軸方向に延伸した樹脂層を形成後、当該樹脂層の両面にトリアセチルセルロース(TAC)を保護層として積層することにより得られる。
なお、ヨウ素の替わりに二色性染料を用いて作製された偏光フィルムを使用することも可能である。また、単層の偏光フィルムとして、TACでの保護層を積層していないPVAや、PVAに替えてポリエチレンテレフタレート(PET)を用いた偏光フィルムを用いることもできる。本実施形態ではTACでの保護層を積層していないPVAの偏光フィルム14を用いる。
本実施形態のプラスチックレンズ100の製造方法を図面に基づいて説明する。
図2は、本実施形態に係るプラスチックレンズ100の製造工程を示す図である。本実施形態の製造方法は、図2に示すように大きく分けて5つの工程によって実行される。以下、工程を順に説明する。
図3は、本実施形態に係る偏光フィルム14の成形方法を示す図である。図3(A)に示すように、一軸延伸したPVA製フィルムを長方形形状にカットした平板状のシート体10を周知のプレス手段によってプレスすることで2つの球面形状の湾曲面12が形成される。湾曲面12の曲率は製造される予定のプラスチックレンズ100(図1参照)のベースカーブ(物体側の面111の曲率)に応じて設定されている。例えば、ベースカーブが大きいほど湾曲面12の曲率を大きくしてもよい。偏光フィルム14は、プラスチックレンズ100のベースカーブと同じ曲率に形成されていてもよい。本実施形態では、ベースカーブの大きさを数段階に区分し、各段階に対して異なる曲率の湾曲面12を設定する。本実施形態では各々の湾曲面12の周囲のシート体10部分を残しながら図の破線Kに沿ってカットして偏光フィルム14を得る。
図4は、本実施形態に係る第一のモールド16を下方(製造されるプラスチックレンズ100の眼球側)から見た平面図である。
偏光フィルム14の成形の次に、第一のモールド16の裏面16aに接着剤20を塗布する。接着剤20は、第一のモールド16の裏面16aの周縁部である外周部に複数個所塗布される。例えば3、4箇所に塗布される。本実施形態では直交する4方向の縁取り上に4箇所塗布されている。例えば、偏光フィルム14の外周部に紫外線硬化タイプの接着剤20をディスペンサーで塗布する。
まず、組み立てる第一のモールド16の中心高さ、保持された偏光フィルム14の中心の高さを計測する。偏光フィルム14の高さ測定では、偏光フィルム14は軟質であるため、非接触タイプのセンサー(例えば、キーエンスCCD透過型デジタルレーザーセンサー IGシリーズ)を用いて偏光フィルム14の頂点高さを測定する。
第一のモールド16の高さ測定では、第一のモールド16は硬質なので、接触式の測定プローブ(例えば、NikonデジマイクロMFシリーズあるいはミツトヨデジマチックインジケーター543シリーズ)で第一のモールド16の頂点高さを測定する。
次に、図7(A)に示すように、偏光フィルム14の表方向から第一のモールド16を偏光フィルム14上に載せる。あるいは、固定台51に保持された偏光フィルム14を、固定パッド52に保持された第一のモールド16に接近させる。
次に、図8に示すように、組み立てられた母型48に対して調合されたモノマーを注入孔より注入器を用いて、一対の第一のモールド16及び第二のモールド18と粘着テープ46とで形成されたキャビティー50内に、キャビティー50内に気泡が残らないようにモノマーを充填する。
その後、モノマーを充填した母型48を加熱炉に入れて加熱する。ここで、加熱温度は、好ましくは0〜150℃、より好ましくは10〜130℃であり、好ましくは5〜50時間、より好ましくは10〜25時間かけて昇温し、重合を行う。例えば、30℃で7時間保持し、その後30〜120℃まで10時間かけて昇温する。
加熱処理が終了すると、モノマーが固化して母型48内に偏光フィルム14が内蔵されたモノマー硬化品が成形される。母型48を加熱炉より取り出し、粘着テープ46を剥離し、第一のモールド16及び第二のモールド18とモノマー硬化品とを分離させて図1に示すプラスチックレンズ100(セミフィニッシュレンズ)を得る。なお、本実施形態におけるプラスチックレンズ100の厚さWの最小値は5mmである。
その後、プラスチックレンズ100の眼球側の面121を研磨加工して、第二のレンズ基材120と偏光フィルム14との距離W2の最小値を0.3mmから0.4mm程度とすることで、厚さWの最小値が1.1mm以下の完成品レンズを得る。
上記研磨加工後の完成品レンズには、さらに通常のプライマー、ハードコート、および反射防止膜の塗布や、撥水撥油処理をおこなってもよい。
また、第一のレンズ基材110および第二のレンズ基材120の屈折率を1.60とすることで、プラスチックレンズ100をより薄型化できる。例えば、処方度数の絶対値が大きい(強度の処方の)レンズにおいては、高屈折率の基材を使用すれば、より弱い度数のレンズと同等の厚さとすることができる。
また、偏光フィルム14としてPVAを用いたので、簡易に眼鏡用偏光プラスチックレンズを提供することができる。
上記実施形態では接着剤20を、光硬化性樹脂を使用して紫外線を照射することで固化させていたが、熱硬化性樹脂を使用して加熱によって固化させてもよい。
また、第一のモールド16および第二のモールド18の形状は、上記実施形態で用いた形状に限らない。また、完成品レンズは単焦点レンズであっても、累進屈折力レンズであっても良い。
まず、実施例に用いたモノマーの調合について、以下に説明する。
(モノマーの調合)
(1)1.60チオウレタン(屈折率が1.60のチオウレタンのモノマー)
プラスチックレンズ原料として、ノルボルネンジイソシアネートを50g、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトプロピオネート)を主成分とするポリチオール化合物を24g、4−メルカプトメチル−3,6−ジチア−1,8−オクタンジチオールを主成分とするポリチオール化合物を26gを混合し、十分に撹拌を行った。
プラスチックレンズ原料として、m−キシレンジイソシアネートを50.6g、4,8−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカン49.4gを混合し、十分に撹拌を行った。なお、4,8−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカンに代えて、4,7−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカン或いは5,7−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカンを用いても良い。
ついで、組成物を5mmHgに減圧して攪拌しながら30分間脱気を行った。
プラスチックレンズ原料として、ビス−(2,3エピチオプロピル)ジスルフィドを90.0g、4,8−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカン10.0gを混合し、十分に撹拌を行った。なお、ビス−(2,3エピチオプロピル)ジスルフィドを90.0g、4,8−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカンに代えて、4,7−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカン或いは5,7−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカンを用いても良い。
ついで、組成物を5mmHgに減圧して攪拌しながら30分間脱気を行った。
モノマーの調合で得られた1.60チオウレタンのモノマーを用いて、実施形態に記載の方法でプラスチックレンズ100を得た。次いで、得られたプラスチックレンズ100に、上記研磨加工および表面処理を施し、完成品レンズを得た。
実施例1において、クリアランスHの最小値を表1に記載の値とした以外は、実施例1と同様にして完成品レンズを得た。
実施例1において、モノマーを表1に記載の材料に変更した以外は、実施例1と同様にして完成品レンズを得た。
実施例1において、偏光フィルムを表1に記載の材料に変更した以外は、実施例1と同様にして完成品レンズを得た。
実施例1において、レンズのベースカーブを表1に記載の値とした以外は、実施例1と同様にして完成品レンズを得た。
実施例2において、レンズのベースカーブを表1に記載の値とした以外は、実施例1と同様にして完成品レンズを得た。
実施例1において、レンズのベースカーブおよび偏光フィルムの曲率を表1に記載の値とした以外は、実施例1と同様にして完成品レンズを得た。
実施例2において、レンズのベースカーブおよび偏光フィルムの曲率を表1に記載の値とした以外は、実施例1と同様にして完成品レンズを得た。
実施例7または実施例8において、クリアランスHの最小値を表1に記載の値とした以外は、実施例1と同様にして作業を行った。
実施例10または実施例11において、クリアランスHの最小値を表1に記載の値とした以外は、実施例1と同様にして作業を行った。
実施例1において、接着剤に偏光フィルムを接着させることでクリアランスHの最小値を決定する代わりに、ガスケットに設けられた挿入溝に偏光フィルムを挿し込んで保持した以外は実施例1と同様にして完成品レンズを得た。
これに対して、比較例1および比較例3では、クリアランスHを0.2mmとしたため、モノマーの注入工程において、第一のモールドと偏光フィルムとの間にモノマーを均一に流れこませることができず、プラスチックレンズおよび完成品レンズを製造することができなかった。また、比較例2および比較例4では、クリアランスHを0.8mmとしたため、処方面の研磨加工の限界により、完成品レンズの厚さW1が1.2mmとなり、通常の完成品レンズよりも厚くなった。比較例5では、プラスチックレンズをガスケットを用いて製造したので、偏光フィルムの曲面精度のばらつきを吸収することが困難であり、製造した10個のプラスチックレンズの間で距離W1に0.5mmから1.2mmの範囲でばらつきが生じた。その結果、偏光フィルムを傷つけてしまう可能性があるため、第二のレンズ基材を厚さWが0.3mmから0.4mmとなるまで研磨することができず、完成品レンズの厚さWは1.6mmと通常の完成品レンズよりも厚くなった。
Claims (2)
- 凹面が形成された第一のレンズ基材用モールドの前記凹面との距離の最小値が0.3mm以上0.7mm以下となるように、前記第一のレンズ基材用モールドの周縁部の少なくとも一部と偏光フィルムの周縁部の少なくとも一部とを接着させることと、
前記偏光フィルムを挟んで前記第一のレンズ基材用モールドと反対側に第二のレンズ基材用モールドを配置することと、
前記第一のレンズ基材用モールドと前記偏光フィルムとの間、および、前記偏光フィルムと前記第二のレンズ基材用モールドとの間にプラスチック原料組成物を注入して、第一のレンズ基材および第二のレンズ基材を形成することと、
を含み、
前記第一のレンズ基材用モールドの周縁部の一部と偏光フィルムの周縁部の一部とを複数箇所にて接着させ、前記第一のレンズ基材用モールドと前記偏光フィルムとの間のキャビティーと、前記第二のレンズ基材用モールドと前記偏光フィルムとの間のキャビティーとを連通させた上で、前記プラスチック原料組成物を注入する、眼鏡用偏光プラスチックレンズの製造方法。 - 前記凹面と前記偏光フィルムとの接着の際に両者の間の距離の最小値が0.3mm以上0.7mm以下となる高さになるように接着剤を塗布して両者を接着させる、請求項1に記載の眼鏡用偏光プラスチックレンズの製造方法。
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