JPH06270042A

JPH06270042A - 光学部材の製造方法

Info

Publication number: JPH06270042A
Application number: JP6683793A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Miyashita; 和典宮下
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1993-03-25
Filing date: 1993-03-25
Publication date: 1994-09-27

Abstract

(57)【要約】【目的】基材上に、ハードコート等のコーティングを
施したプラスチック光学部材を製造する工程において、
フロン系溶剤を用いる必要がなく、簡便で高品質・低コ
ストな光学部材の製造方法を提供する。【構成】プラスチック基材表面を物理的に摩耗し、微
細な凹凸を形成し、その後ハードコート等のコーティン
グを施すことを特徴とする。【効果】本発明によれば、フロン系溶剤を用いるこな
く簡便かつ安価な方法でプラスチック基材表面の清浄化
と改質が同時に短時間で行え、かつ染色性を安定させる
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学部材の製造方法に
おける表面清浄化・改質方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】メガネレンズ等のプラスチック光学部材
は、キズ等による光学特性劣下を防止するため、表面保
護コーティングを施す処理が広く行われている。

【０００３】この表面保護コーティング処理工程におい
て、基材表面を清浄化・改質することは、基材とコーテ
ィング膜の密着性や表面状態等光学部材の基本的特性を
決定するため、光学部材の製造上不可欠な工程である。

【０００４】この表面清浄化・改質工程では従来、１０
〜１５槽の洗浄機を用いて種々の溶剤または、溶液に漬
浸する方法を用いていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述のような
従来技術では、次のような問題を有する。

【０００６】まず、最終的に基材を水切り・乾燥する場
合の最適溶剤とし広く用いられていたフロン系溶剤が環
境破壊の原因となるため使用できなくなった。その結
果、危険物であるＩＰＡ等の揮発性物質又は、高価な代
替フロンを大量に用いるか、あるいは製造上の制約条件
が多く管理が難しい温純水引き上げを用いるしかない。
しかし、いずれの方法も生産コスト、安全性等で、大き
な問題を抱えている。

【０００７】また、漬浸法では主に各々の液体の化学的
特性のみを利用して基材表面を清浄化・改質しているた
め、基材の清浄化用と改質用の液体を共通化することは
基本的に不可能であり、別個に行う必要があるだけでな
く、単なる清浄化においても種々の汚れに対し、各々適
応した種々の洗浄液に数回繰り返して漬浸する必要があ
る。そのため、清浄化・改質を行う装置は長大になり、
かつその工程は、１〜１．５時間の長時間を要するもの
とする。

【０００８】さらに、分散染料等でプラスチック基材を
染色する場合、成形時及び保管期間中にプラスチック基
材に形成される表層の劣化による不均質層が存在するこ
とに起因する染色ムラが発生する。また染色したプラス
チック基材を洗浄する場合には、溶剤により染料が抽出
し脱色する等の問題があったが、従来技術では対処でき
なかった。

【０００９】そこで本発明はこのような問題を解決する
ためのもので、その目的とするところは、フロン系溶剤
を用いることなく同時に短時間で完全な表面清浄化と表
面改質を行い、かつプラスチック基材の染色性の安定化
及び染色を施したプラスチック基材の清浄化・改質工程
における色抜け低減を実現できる簡便な表面清浄化・改
質方法を提供することにある。それにより、高品質で低
コストなプラスチック光学部材を製造することができ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の、プラスチック
基材上にハードコート等のコーティングを施す光学部材
の製造工程においては、物理的にプラスチック基材表面
を摩耗させ微細な凹凸を形成し、その後コーティングを
施すことを特徴とする。

【００１１】また、プラスチック基材表面に、研磨剤を
分散させた液体をかけながらプラスチック基材表面をこ
することを特徴とする。

【００１２】また、プラスチック基材表面に液体をかけ
ながら、プラスチック基材表面を摩耗しうる硬さを有し
た物体でこすることを特徴とする。

【００１３】また、プラスチック表面にかける液体また
は、研磨剤を分離させる液体として化学的表面改質を目
的としたアルカリ等の物質の溶液または、溶剤を用いる
ことを特徴とする。

【００１４】

【作用】本発明の方法によれば、プラスチック基材表面
を物理的に摩耗することにより、基材表面に固着してい
る汚れ及びプラスチック基材の成形時及び保管期間中に
形成される基材表層の不均質層を剥離・除去する。その
結果、表面清浄化・改質（均質化・活性化）が同時に行
える。また、上記摩耗によって形成された微細な凹凸
は、コーティング液と基材との接触面積を大きくするた
めコーティング膜の密着力を向上する。

【００１５】さらに、本発明の方法によればプラスチッ
ク基材表層の不均質層を剥離し均質にするため、摩耗後
に染色する場合色ムラ発生がなくその染色性は極めて安
定化し、かつ染色したプラスチック基材を処理する場合
には、溶剤に漬浸しないため、脱色による色変化はほと
んどなくなる。

【００１６】なお、摩耗処理によりプラスチック基材表
面には、微細な摩耗キズが無数につく場合があるが、コ
ーティング液を塗布することにより、完全に消えるため
問題はない。

【００１７】このように、摩耗キズがコーティングによ
って消える条件は、コーティング液及びプラスチック基
材によって様々であるが、多くの場合０．５μｍ以下の
凹凸であれば問題ない。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
するが、これらに限定されるものではない。

【００１９】（実施例１）図１は本発明の一実施例を示
す、プラスチックレンズの表面洗浄化・改質装置の構成
図である。

【００２０】プラスチックレンズ１は、吸引吸着部材２
によって固定されており、中心線Ａを回転軸にして回転
しうるようになっている。

【００２１】熱圧縮ポリウレタンフォーム（林フェルト
（株）製商品名”モルトプレインＳＩ２０”）を外径６
８ｍｍ、内径２７ｍｍ、幅２５ｍｍの中空円筒形に成形
して表面摩耗部材３とし、プラスチックレンズ１の表面
に円筒外側面が押し付けられるように回転軸４にセット
する。また、表面摩耗部材３は回転軸４を中心にＢ方向
に回転しうるようになっており、かつ液体吐出ノズル５
とともに、プラスチックレンズ１の幾何学中心（回転中
心）から外周部までＣ方向に移動しうるようになってい
る。６は、液体吐出ノズルより吐出される吐出液を示
す。

【００２２】以上のような装置を用いて、次の条件で表
面の摩耗を行った。

【００２３】プラスチックレンズ（ＣＲ−３９）１を吸
引吸着部材２に固定し、８００ｒｐｍで回転させた。次
に、１２０ｒｐｍで回転している表面摩耗部材３に液体
吐出ノズルよりアルミナ系研磨液（不二見研磨材工業
（株）商品名”ＰＯＬＩＰＬＡ１０３”）を８ｃｃ／分
で吐出しながら、荷重１．５ｋｇでプラスチックレンズ
１表面におしつけた状態で表面研摩部材３をプラスチッ
クレンズ中心より外周へ０．４ｃｍ／秒で移動させた。

【００２４】上記条件で表面の摩耗を行ったレンズを図
１と同様の構造を有する装置において、次の条件でリン
ス・乾燥を行った。

【００２５】レンズ回転数、摩耗部材回転数、摩耗部材
移動速度及び摩耗部材押しつけ荷重は、表面摩耗時と同
条件とした。ただし、液体吐出ノズル５からは、純水を
１ｌ／分で吐出させ、プラスチックレンズ１表面の研磨
剤を除去した。次に、プラスチックレンズ１表面にＩＰ
Ａを２ｃｃ吐出した後、レンズ回転数を２０００ｒｐｍ
に上昇させ５秒間保持し、乾燥させた。

【００２６】得られた表面清浄化・改質済レンズには、
表面に無数の微細なキズがついていたが、研磨剤の残り
汚れは認められなかった。

【００２７】次に、得られた表面清浄化・改質済レンズ
にスピンコーティング法により、ハードコート液を塗布
した後、１３５℃で１．５時間焼成・硬化した。この
時、スピンコート条件は、次のとおりとした。表面清浄
化・改質した面を上方に、スピンコータにセットし、８
００ｒｐｍで回転させながら、ハードコート液を塗布
し、レンズ全体にハードコート液が広がった後回転数を
２０００ｒｐｍに上昇させ、０．５秒保持し停止させ
た。

【００２８】また、コーティング液は次のようにして作
製した。

【００２９】攪拌装置を備えた反応容器中に、２−ブド
キシエタノール４８０ｇ、２−メトキシエタノール分散
コロイダルシリカ（触媒化成工業（株）製商品名”オス
カル１８３２”）２５２ｇ、α−グリシドキシプロピル
トリメトキシシラン１０８ｇ、フローコントロール剤
０．３ｇ及び０．０５Ｎ塩酸水溶液３０ｇを加え攪拌後
２４時間放置した。その後デナコールＥＸ３１３（長瀬
化（株）製）１１８倍、過塩素酸マグネシウム５．６７
ｇ、ＵＶ吸収剤１．３５ｇを加え、２時間攪拌した。そ
の後コーティング液のｐＨが６〜７になるようＷａＯＨ
／ナタノール＝１／１００（ｍｌ）で混合し作成したｐ
Ｈ調整液を１７．５ｇ加え攪拌し、コーティング液とし
た。

【００３０】以上の表面清浄化・改質及びリンス・乾燥
及びハードコーティングの一連のプロセスをプラスチッ
クレンズ１の反対面についても行った。

【００３１】得られたハードコートレンズは、表面清浄
化・改質処理時（表面摩耗時）に認められた無数の微細
なキズは完全に消えており、良好な外観であった。

【００３２】また、次の項目でその耐久性を評価した。

【００３３】（１）耐摩耗性：ハードマルチコートレン
ズ表面を（木綿）で１ｋｇの荷重をかけ１０００回摩耗
した。キズの付き具合により以下の３段階に分け、評価
した。

【００３４】Ａ：全くキズがつかないＢ：１〜１０本細かいキズがつくＣ：細かく無数にキズがつく（２）密着性：３７℃の純水に１週間浸漬した後、コ
ート膜の密着性を調べた。ＪＩＳ・Ｄ−０２０２１に準
じてクロスカットテープテープ試験によって行った。即
ち、ナイフを用い、基盤表面に１ｍｍ間隔に切り目を入
れ１ｍｍ² の升目を形成させる。次にその上にセロファ
ン粘着テープ（日東化学（株）製商品名”セロテー
プ”）を強く押し付けた後、表面から９０度方向へ急に
引っ張り剥離した後、コート被膜の残っている升目を持
って密着性の指標とした。

【００３５】その結果、耐摩耗性は評価Ａ、密着性は１
００でありいずれも全く問題ないレベルであった。

【００３６】（実施例２）図１に示した装置において、
表面研磨部材３のレンズ表面と接触する円筒外側面に、
アルミナ系研磨剤（不二見研磨材工業（株）製商品名”
ＷＡ−８０００”）を接着剤を用いて張り付けた。

【００３７】以上のような装置を用いて、液体吐出ノズ
ル５より純水を１ｌ／分で吐出しながら、他の条件は、
実施例１の表面摩耗と同一条件で同様の表面摩耗を行っ
た。

【００３８】その後、実施例１と同一条件で同様の操作
を行った。得られた表面清浄課・改質済レンズの表面に
は、無数の微細なキズがついていたが、他に汚れ等は認
められなかった。

【００３９】次に得られた表面清浄化・改質済レンズを
実施例１と同条件でハードコーティングした。

【００４０】以上の一連のプロセスを反対面についても
実施し、ハードコートレンズを得た。

【００４１】得られたハードコートレンズには、表面清
浄化・改質処理持（表面摩耗時）に認められた無数の微
細なキズは完全に消えており、良好な外観であった。

【００４２】得られたハードコートレンズは実施例１と
同様の方法でその耐久性を評価した。

【００４３】評価結果は、表１に示すとおり良好であっ
た。

【００４４】（実施例３）図２に示す装置は、図１に示
した装置にレンズ表面の中心部に液体８を吐出できるよ
うな液体吐出ノズル７を設置した装置である。

【００４５】この装置を用いて、実施例１と同条件でレ
ンズ表面の摩耗を行うと同時に、液体吐出口７より、５
０℃に加温した４ｗｔ％ＮａＯＨ水溶液８を５００ｃｃ
／分の割合で摩耗開始から終了までレンズ表面に塗布し
つづけた。その後実施例１と同様リンス・乾燥を行っ
た。

【００４６】得られた表面清浄化・改質済レンズの表面
は実施例１と同様無数の微細なキズがついていたが、他
の汚れ等は全く認められなかった。

【００４７】次に、得られた清浄・改質済みレンズを実
施例１と同条件でハードコーティングした。ただし、コ
ーティング液は、次のように作成した。

【００４８】攪拌装置を備えた反応容器中に、２−エト
キシエタノール３００ｇ、２−メトキシエタノール分散
コロイダルシリカ（触媒化成工業（株）製商品名”オス
カル１８３２”）４７０ｇ、α−グリシドキシプロピル
トリメトキシシラン１８５ｇ、フローコントロール剤
０．３ｇ及び０．０５Ｎ塩酸水溶液５０ｇを加え室温で
２時間攪拌し、コーティング液とした。

【００４９】得られたハードコートレンズは、真空蒸着
装置を用いて反射防止加工した。反射防止加工処理の膜
構成は、レンズ側からＳｉＯ₂ 層がλ／４、ＺｒＯ₂ と
ＳｉＯ₂ 層の合計膜厚がλ／４、ＺｒＯ₂ 層がλ／４、
最上層のＳｉＯ₂ がλ／４とした。（ここでλ＝５２０
ηｍ）基材温度は５０℃とした。

【００５０】以上の一連のプロセスを反対面についても
行い、ハードマルチコートレンズを得た。得られたハー
ドマルチコートレンズは、実施例１と同様の方法でその
耐久性を評価した。

【００５１】その評価結果は、表１に示すとおり良好で
あった。

【００５２】（実施例４）図３に示す装置は、レンズ基
材１を吸引吸着部材２に固定し、レンズ基材を回転させ
ながら、噴出ノズル９より圧縮空気により液体１０を噴
出しながら、レンズ中心より外周へ噴射ノズル９を移動
させることにより、レンズ表面の摩耗処理する装置であ
る。

【００５３】この装置を用いて、プラスチックレンズ
（ＣＲ−３９）を吸引吸着部材２に固定し、８００ｒｐ
ｍで回転させた。次に、アルミナ系研磨材（不二見研磨
材工業（株）製商品名”フジホワイト^# ２２０”）を純
水に２５ｗｔ％の割合で分散させた研磨液を噴出ノズル
９より圧縮空気圧２．０ｋｇ／ｃｍ² でレンズ表面に吹
き付けながらレンズ中心より外周へ０．６ｃｍ／秒で移
動させ、レンズ表面の摩耗を行った。

【００５４】その後、実施例１と同様の方法でリンス・
乾燥を行った。

【００５５】得られた、表面清浄化・改質レンズの表面
は、全面極めて薄くスリガラス状に曇っていたが、他に
汚れ等は認められなかった。

【００５６】次に得られた、表面清浄化・改質済レンズ
に実施例１と同様の方法でハードコーティングを施し
た。

【００５７】以上の一連のプロセスをプラスチックレン
ズ１の反対面にも行い、ハードコートレンズを得た。

【００５８】得られたハードコートレンズでは、表面清
浄化・改質時に認められたスリガラス状の曇りは完全に
消えており、良好な外観であった。

【００５９】実施例１と同様の方法でその耐久性を評価
した。評価結果は表１に示すとおり良好であった。

【００６０】（実施例５）実施例１と同様のプロセス・
条件で凹凸両面を清浄化・改質したプラスチックレンズ
（ＣＲ−３９）を分散染料を用いて染色した。

【００６１】染色条件は、次のとおりとした。

【００６２】分散染料（三井東圧（株）製商品名”ミケ
トンポリスターブラウンＧＦ”）２．５ｇ及び染色補助
剤（日光ケミカルズ（株）製商品名”ＮＥＳ−２０
３”）１．５ｇともに９０℃１ｌの純水中に分散させ
た。これを攪拌しながらプラスチックレンズ（ＣＲ−３
９）を５分浸漬し、染色した。

【００６３】以上の操作をプラスチックレンズ５０枚に
ついて行った。その結果、全てのプラスチックレンズ
は、色ムラ等がなく均一に染色されていた。

【００６４】（実施例６）プラスチックレンズ（ＣＲ−
３９）を実施例５と同様の方法で染色し、カラーレンズ
を得た。

【００６５】得られた、カラーレンズを実施例１と同プ
ロセス・条件で凹凸両面を清浄化・改質した。

【００６６】以上の操作をプラスチックレンズ５０枚に
ついて行った。その結果、清浄度・改質したレンズの色
は清浄化・改質前とほとんど変化がなかった。

【００６７】（比較例１）プラスチックレンズ（ＣＲ−
３９）を従来の１２槽式浸漬型洗浄機で洗浄した。洗浄
機の槽構成は、第１槽洗剤、第２槽４０℃温水、第３槽
４０℃温水、第４槽５０ｗｔ％ＮａＯＨ水溶液、第５槽
１．０ｗｔ％ＮａＯＨ水溶液、第６槽４０℃温純水、第７
槽４０℃温純水、第８槽０．５ＮＨＣｌ、第９槽４０℃温
純水、第１０槽４０℃温純水、第１１槽３５℃超純水、第
１２槽６５℃超純水による等速引き上げ乾燥であり、所
要時間は１．０時間であった。

【００６８】洗浄後のレンズを実施例５と同様の方法で
染色した。

【００６９】以上の操作をプラスチックレンズ（ＣＲ−
３９）５０枚について実施した。その結果、３枚に染色
ムラが発生し、残りの４７枚についても染色濃度、色あ
いにばらつきが認められた。

【００７０】（比較例２）プラスチックレンズ（ＣＲ−
３９）を実施例５と同様の方法で染色した。

【００７１】得られた、カラーレンズを比較例１と同様
の１２槽式浸漬型洗浄機で洗浄した。

【００７２】以上の操作をプラスチックレンズ（ＣＲ−
３９）５０枚について実施した。その結果、洗浄前に比
較しカラーレンズの濃度は薄くなっておりかつ個々のば
らつきは、極めて大きかった。

【００７３】結果をまとめて表１に示す。

【００７４】

【表１】

【００７５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、基
材表面上にハードコート等のコーティングを施したプラ
スチック光学部材を製造する工程において、プラスチッ
ク基材表面を物理的に摩耗させ、微細な凹凸を形成する
ことによりプラチック基材表面の清浄化・改質が同時に
極めて短時間で行え、その結果、耐久性に優れた高品質
な光学部材が簡便かつ安価に製造できる。また、環境破
壊の原因として使用が禁止されているフロン系溶剤を用
いることなく清浄化・改質が実現できる。さらに、分散
染料等でプラスチック基材を染色する場合には、染色前
に本発明を実施することで染色性を安定させ色ムラ等の
不良発生を低減できる。また、清浄化・改質前に染色さ
れたカラーレンズを清浄化・改質する場合には、本発明
を用いることでカラーレンズの脱色がほとんどなくなる
という結果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１を示すプラスチックレンズの表面洗浄
化・改質装置の構成図。

【図２】実施例３を示すプラスチックレンズの表面洗浄
化・改質装置の構成図。

【図３】実施例４を示すプラスチックレンズの表面摩耗
処理装置の断面図。

【符号の説明】

１プラスチックレンズ２吸引吸着部材３表面摩耗部材４回転軸５液体吐出ノズル６吐出液７液体吐出ノズル８吐出液９液体噴出ノズルＡプラスチックレンズ回転軸Ｂ表面摩耗部材回転方法Ｃ表面摩耗部材移動方向

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラスチックからなる光学部材の基材上に
ハードコート等のコーティングを施す工程において、該
プラスチック基材表面を物理的に摩耗させ微細な凹凸を
形成した後コーティングを施すことを特徴とする光学部
材の製造方法。
【請求項２】該プラスチック基材表面に、研摩剤を分散
させた液体をかけながら該プラスチック基材表面をこす
ることにより、該プラスチック基材表面を摩耗し微細な
凹凸を形成することを特徴とする請求項１記載の光学部
材の製造方法。
【請求項３】該プラスチック基材表面に液体をかけなが
ら、該プラスチック基材表面を摩耗しうる硬さを有した
物体でこすることにより、該プラスチック基材表面を摩
耗し、微細な凹凸を形成することを特徴とする請求項１
記載の光学部材の製造方法。
【請求項４】該プラスチック基材表面に、研磨剤を分散
させた液体を吹き付けることにより該プラスチック基材
表面を摩耗し、微細な凹凸を形成することを特徴とする
請求項１記載の光学部材の製造方法。
【請求項５】該プラスチック基材表面にかける液体、ま
たは研磨剤を分散させる液体として、化学的な表面改質
を目的としたアルカリ物質等の溶液または、溶剤を用い
ることを特徴とする請求項２、３または４のいずれかに
記載の光学部材の製造方法。