JPH1148117A

JPH1148117A - 光学材料の表面改質方法

Info

Publication number: JPH1148117A
Application number: JP20801497A
Authority: JP
Inventors: Koichi Urano; 浩一浦野
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1997-08-01
Filing date: 1997-08-01
Publication date: 1999-02-23

Abstract

(57)【要約】【課題】光学材料の表面改質方法において、研磨剤を含
有する樹脂を使用することにより、簡便で、装置とした
場合、コンパクトで安価であり、かつ高品質性を維持す
ることが容易な表面改質方法を提供する。【解決手段】研磨剤を含有させた樹脂に、切削液または
水を含ませることにより樹脂を軟化させ、光学材料の表
面に押しつけ、表面に倣わせる。この軟化した樹脂を回
転させ、さらに光学材料を回転させることにより表面改
質する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学用レンズ等、
特に眼鏡レンズの表面に、ハードコート処理を施す際の
前処理として、レンズ表面を改質する方法に用いる。ま
たプラスチック眼鏡レンズの成形用モールドを組み上げ
る前の、モールド表面の改質方法に用いる。

【０００２】

【従来の技術】眼鏡レンズ等の光学材料においては、表
面にハードコート加工、反射防止加工等の処理を施し、
性能・機能の向上を図ることは一般的におこなわれてい
る。特に眼鏡レンズにおいては、レンズ表面の硬さ、蒸
着膜との密着性、及び染色性等多くの機能を付与、向上
するためには、ハードコート加工が不可欠な表面処理と
なっている。

【０００３】このハードコート加工を施す際の前処理
は、基材とハードコートが充分に反応するため、また外
観及び耐久品質が確保されるために、重要な工程であ
る。この前処理は、レンズ表面が完全に清浄化されてお
り、反応を阻害する物質を除去することが必要となる。

【０００４】従来の表面改質技術は、各種の溶剤、ある
いはアルカリ、酸、等の液体中にレンズ等を浸漬させる
化学的手法が一般的であった。また、特開平５−７０６
１５号公報に記載されているように、レンズ等の表面
に、研磨剤溶液を滴下させながらスポンジ等で擦るか、
あるいは砥粒や氷等を吹き付けるなどの物理的方法によ
り表面改質・洗浄する手法がある。またプラズマ処理や
熱処理も表面改質方法として、一般的に行われている。

【０００５】またプラスチックレンズを注型成形する場
合、２枚の成形用モールドをガスケットまたはテープ等
を使用して、規定の形状に組み上げ、その内部に熱硬化
性樹脂、紫外線硬化樹脂等のプラスチック眼鏡用原料を
注入し、硬化させた後２枚のモールドおよび、ガスケッ
トまたはテープを剥がし、プラスチック眼鏡レンズの生
地（セミフィニッシュおよびフィニッシュ）を製造す
る。この通常２枚の成形用モールドは、その表面が完全
に清浄化されていることが必要であり、注型成形される
原料との密着性を管理するために表面改質することが一
般的におこなわれている。

【０００６】従来の表面改質技術は、各種の溶剤や界面
活性剤、またアルカリ、酸、水等の液体中に浸漬させて
表面改質する方法が一般的であった。また、特開平５−
７０６１５号公報に記載されているように、モールド等
の表面に、研磨剤溶液を滴下させながらスポンジ等でこ
するか、あるいは砥粒や氷等を吹き付けるなどの物理的
方法により表面改質する手法がある。またプラズマ処理
や熱処理も表面改質方法として、一般的に行われてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
表面改質方法には、以下のような問題があった。

【０００８】プラスチックレンズを表面処理する際の前
処理や、成形用モールドを洗浄する場合に、各種溶剤や
界面活性剤、またアルカリ、酸、水等の液体中に浸漬さ
せることは、これらの液体の管理方法が難しいことや、
前処理装置とした場合には、機械体が大きくなってしま
う等の問題があった。さらに、研磨剤溶液等を滴下させ
ながらスポンジ等で、プラスチックレンズまたはモール
ドをこする方法では、特に研磨剤を使用した場合に、研
磨剤が乾燥し、雰囲気が汚染されることで、歩留まりに
悪影響をあたえるとともに、付着した研磨剤を除去する
工程を必要とする。また飛散した研磨剤が機械故障の原
因になっていた。また研磨液は、液体を酸性とすること
で、研磨剤の分散性を改善しているが、酸性の液体によ
り、機械体が錆易く、このことも機械故障の原因となっ
ていた。さらに使用した、研磨液を排水として処理する
場合には、特別な廃水処理施設を必要としていた。

【０００９】そこで本発明は、このような問題点を解決
するもので、その目的とするところは、研磨剤溶液を使
用せずに、プラスチックレンズまたは成形用モールド等
の、光学材料の表面改質方法を提供するところにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の光学材料の表面改質方法は、研磨剤を含有
する樹脂を軟化させて光学材料の表面を擦ることを特徴
とする。

【００１１】本発明における、研磨剤を含有させた樹脂
としては、例えばポリウレタンに研磨剤を含有させたス
ポンジや、ポリビニールアルコールに研磨剤を含有させ
たスポンジ、またポリエチレンに研磨剤を含有させたス
ポンジ等があり、これらに、切削液または水を含ませる
ことにより軟化させ、プラスチックレンズまたは成形用
モールド等の、光学材料の表面に押しつけ、表面形状に
倣わせる。そして該樹脂を回転させ、さらに光学材料を
回転させることにより表面改質を行う。

【００１２】これにより、研磨液を使用せずに、プラス
チックレンズまたは成形用モールドの表面を、改質する
ことが可能となる。このことは、各種溶剤や界面活性
剤、またアルカリ、酸、水等の液体中に、該レンズまた
はモールドを、浸漬させずに表面改質を行うため、表面
改質装置としては、プラスチックレンズまたは成形用モ
ールドを保持し、回転させる機構と、研磨剤を含有させ
た樹脂を保持し、回転させる機構を備えたただけの、コ
ンパクトな表面改質装置とすることが可能となる。また
研磨剤溶液を使用しないため、研磨剤の乾燥による、雰
囲気の汚染や、酸性液体による機械体の故障も皆無とな
る。また研磨廃液は発生しないことから、特別な排水処
理施設を必要としない。

【００１３】また、該研磨剤の粒子径を、任意に決定す
ることにより、研磨した表面の粗さを、所望の粗さにす
ることができる。

【００１４】具体的な、研磨剤の例としては、Ａｌ_２Ｏ
_３、ＳｉＯ_２、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＳｉＣ等があげられる。研
磨剤の粒径および形状は、研磨する対象と、所望の表面
粗さによって、任意に決定される。また研磨する際に、
研磨剤を結合した樹脂と被研磨表面との間で発生する熱
を拡散させるため、および研磨効率をあげるため、また
慨樹脂の形状追従性を向上させるために、切削油（水
性、油性を問わない）を研磨面に供給する。

【００１５】本発明は、光学用プラスチックレンズおよ
び成形用モールド等の光学材料の表面改質・洗浄方法に
顕著な効果が得られるが、特にこれに限定されるもので
はない。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施例を、プラスチ
ック眼鏡レンズの表面改質方法と、プラスチック眼鏡レ
ンズの成形用モールドの表面改質方法を例に説明する
が、これらに限定するものではない。

【００１７】（実施例１）図１は本発明の、表面改質装
置の一実施例を示す概略図である。ここで使用している
レンズ１（セイコーエプソン（株）製造商品名セイコ
ースーパークレアＰ−１Ｇ）は、凸面、凹面ともに所定
のカーブに加工された、フィニッシュレンズである。表
面状態解析システムにて表面を測定したところ、表面平
均荒さＲａは約１．２ｎｍであった。

【００１８】研磨剤を含有した樹脂２（ＰＶＡ砥石日
本特殊研砥（株）製造）は、研磨剤ＷＡ＃２０００（主
成分Ａｌ_２Ｏ_３平均粒径６．７μｍ）を含有させた。
この樹脂の形状は、ドーナツ型の形状とし、外周の直径
を７０ｍｍ、中心の穴径を２８ｍｍ、厚さを２５ｍｍと
した。

【００１９】レンズ１をレンズ固定治具３に取り付け、
研磨剤を含有した樹脂２は水を含ませた後、樹脂固定ホ
イール４に取り付けた。レンズ固定治具３を回転数８０
０ｒｐｍで回転させ、樹脂固定ホイール４を回転数１０
０ｒｐｍで回転させながら、レンズの中心から外周方向
へと５ｍｍ／秒で移動させることにより、レンズの表面
を改質する構造になっている。また樹脂２が乾燥しない
よう、純水供給口５から、レンズの表面に純水を供給し
た。

【００２０】表面改質したレンズ１を固定治具３から取
り外し、改質した表面を観察したところ、表面は若干曇
っており、レンズ中心から外周方向へと螺旋状の薄いキ
ズが多数付いていた。表面状態解析システムにて表面を
測定したところ、表面平均荒さＲａは約１．８ｎｍであ
り、表面改質により表面が粗くなっていた。また改質し
た表面には、ゴミ、研磨剤残り等の残留異物はなく、外
観は良好であった。

【００２１】改質されたレンズ１を、ハードコート加工
したところ、研磨面は鏡面に仕上がっており、表面に異
物の付着は無く、外観は良好であった。このハードコー
ト加工した表面を、表面状態解析システムにて、計測し
たところ、表面平均粗さＲａは約１．０ｎｍであり、ハ
ードコートにより表面が平滑化されていた。

【００２２】（実施例２）実施例１と同様に図１の装置
を用い、成形用モールドの表面改質をおこなった。図１
の１にプラスチックレンズを成形する際に使用する、凹
面成形用モールドを固定した。使用したモールドの凸面
は、鏡面状であり、表面を、表面状態解析システムに
て、計測したところ、表面平均粗さＲａは約１．２ｎｍ
であった。モールドの凸面を上向きに固定し、実施例１
と同じ条件により、モールド表面を改質した。表面改質
したモールド１を固定治具３から取り外し、改質した表
面を観察したところ、表面は鏡面であり、表面状態解析
システムにて表面を測定したところ、表面平均荒さＲａ
は表面改質する前と同じ約１．２ｎｍであった。また改
質した表面には、ゴミ、研磨剤残り等の残留異物はな
く、外観は良好であった。

【００２３】次にプラスチックレンズを成形する際に使
用する、凸面成形用モールドを固定した。使用したモー
ルドの凹面は、鏡面状であり、表面を、表面状態解析シ
ステムにて、計測したところ、表面平均粗さＲａは約
１．２ｎｍであった。モールドの凹面を上向きに固定
し、実施例１と同じ条件により、モールド表面を改質し
た。表面改質したモールド１を固定治具３から取り外
し、改質した表面を観察したところ、表面は鏡面であ
り、表面状態解析システムにて表面を測定したところ、
表面平均荒さＲａは表面改質する前と同じ約１．２ｎｍ
であった。また改質した表面には、ゴミ、研磨剤残り等
の残留異物はなく、外観は良好であった。

【００２４】表面改質した２枚の型の処理面を内側に
し、処理面の中心での間隔を、３．０ｍｍとし、２枚の
型の外周を、テープで固定し組み立てた。組み立てたモ
ールド内部に熱硬化性樹脂モノマーを注入し、熱風循環
式加熱炉にて、重合した後、２枚のモールドとテープを
剥がし、プラスチックレンズを得た。得られたレンズの
表面には、ゴミ、研磨剤残り等の残留異物はなく、外観
は良好であった。またレンズの凸面、凹面を、表面状態
解析システムにて測定したところ、表面平均荒さＲａは
凸面、凹面ともに同じ約１．２ｎｍであり、成形用モー
ルドと同様の表面粗さであった。

【００２５】（比較例１）実施例１と同様の装置、条件
で、図１のスポンジ２を、研磨剤を結合していないウレ
タンスポンジに変更し、レンズ表面を改質した。

【００２６】表面改質したレンズ１を固定治具３から取
り外し、改質した表面を観察したところ、鏡面状のまま
であった。表面状態解析システムにて表面を測定したと
ころ、表面平均荒さＲａは約１．２ｎｍであり、表面粗
さは処理前後で変化はなかった。また改質した表面に
は、表面ポリマーの残留が確認され、充分な清浄度が得
られなかった。

【００２７】（比較例２）図２は、スポンジ２の上方か
ら研磨剤溶液を滴下しながら、光学材料を表面改質す
る、比較例の概略図である。研磨剤溶液供給口５から研
磨剤溶液をスポンジに供給しながら、表面改質する構造
になっている。研磨剤溶液には、研磨剤ＷＡ＃２０００
（主成分Ａｌ_２Ｏ_３平均粒径６．７μｍ）を、純水に
８％の割合で混合、攪拌したものを使用した。

【００２８】表面改質したレンズ１を固定治具３から取
り外し、改質した表面を観察したところ、表面は若干曇
っており、レンズ中心から外周方向へと螺旋状の薄いキ
ズが多数付いていた。表面状態解析システムにて表面を
測定したところ、表面平均荒さＲａは約１．７ｎｍであ
り、表面改質により表面が粗くなっていた。また改質し
た表面には、表面ポリマーの残留は認められなかった
が、研磨剤の残留が確認され、充分な清浄度が得られな
かった。

【００２９】

【発明の効果】本発明は、以下に記載されるような、効
果を奏する。

【００３０】光学材料の表面改質方法において、研磨液
を使用せずに、プラスチックレンズまたは成形用モール
ドの表面改質を行うことが可能となる。研磨剤を使用し
ないことにより、光学材料の表面処理を行う際の、前処
理とすれば、表面処理において高い歩留まりがえられ
る。またコンパクトな前処理装置とすることが可能であ
り、また機械体へのダメージが少なく、故障の発生も減
少する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の表面改質装置の概略図。

【図２】比較例として、研磨剤溶液を供給しながら表面
改質する装置の概略図。

【符号の説明】

１レンズまたはプラスチックレンズ成形用モールド２研磨剤を含有させた樹脂３レンズ固定治具４樹脂固定ホイール５純水供給口６レンズ７スポンジ８レンズ固定治具９スポンジ固定ホイール１０研磨剤溶液供給口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】研磨剤を含有する樹脂を軟化させて光学材
料の表面を擦ることを特徴とする光学材料の表面改質方
法。