JPWO2019124354A1 - 眼鏡レンズ成形型の製造方法及び眼鏡レンズの製造方法 - Google Patents

眼鏡レンズ成形型の製造方法及び眼鏡レンズの製造方法 Download PDF

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Abstract

微小な凹部を有する眼鏡レンズ成形用の成形型を高い精度で作成できる方法等を提供する。本発明によれば、少なくとも一方の表面に微小な凸部６が形成された眼鏡レンズ１を成形する成形型１２を製造する成形型製造方法であって、基材２６と、ニッケル合金からなり基材を被覆し表面が眼鏡レンズの一方の表面の形状に対応する形状に形成された被覆部２８とを備えた第１のモールド１４を準備する第１の成形型準備ステップと、第１のモールドの被覆部の表面に、凸部に対応する凹部２８Ａを切削加工する切削加工ステップと、を備えている眼鏡レンズ成形型の製造方法。

Description

本開示は、眼鏡レンズ成形型の製造方法、及び、眼鏡レンズの製造方法に関し、特に、表面に凸部を有する眼鏡レンズを製造する眼鏡レンズ成形型の製造方法及び表面に凸部を有する眼鏡レンズの製造方法に関する。
特許文献１には、プラスチックレンズの凸面に、例えば直径１ｍｍ程度の略半球面の表面形状を有する微小凸部（セグメント）を形成し、近視等の屈折異常の進行を抑制する眼鏡レンズが開示されている。
眼鏡レンズを製造する方法として、眼鏡レンズの材料に熱硬化性樹脂を用いて、成形型にガラス材料からなる成形型を用いる方法がある。このような方法において、特許文献１に開示されているような凸面に微小凸部を有する眼鏡レンズを製造する場合には、ガラス材料製の成形型の一方の成形面に、複数の微小な凹部を形成する方法が考えられる。
米国出願公開第２０１７／１３１５６７号
ガラス材料製の成形型の成形面に、凹部を形成する方法としては、研削・研磨加工、レーザ加工等で凹部を形成する方法が挙げられる。
しかしながら、これらの方法では、成形型の表面に微小な凹部を形成するとき、ガラス材料に欠け等が生じてしまう可能性が高い。このため、微小な凸部に求められる曲面の加工精度、粗さ、寸法精度等を満たすことができず、成形型の製作が困難となる。
本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであり、高精度の微小凹部を有する眼鏡レンズ成形用の成形型を提供することは困難であった。
本発明によれば、
少なくとも一方の表面に微小な凸部が形成された眼鏡レンズを成形する成形型を製造する成形型製造方法であって、
基材と、ニッケル合金からなり前記基材を被覆し表面が前記眼鏡レンズの一方の表面の形状に対応する形状に形成された被覆部と、を備えた第１のモールドを準備する第１の成形型準備ステップと、
前記第１のモールドの被覆部の表面に、前記凸部に対応する凹部を切削加工する切削加工ステップと、を備えている、
ことを特徴とする眼鏡レンズ成形型の製造方法が提供される。
このような構成によれば、延性材料であるニッケル合金の表面を切削加工することにより、凹部を形成しているため、凹部形成の際に成形型に欠け等が生じない。このため、微小な凹部を有する眼鏡レンズ成形用の成形型を高精度で作成することができる。
本発明の他の態様によれば、
請求項１に記載の眼鏡レンズ成形型の製造方法によって製造された成形型によって眼鏡レンズを製造する方法であって、
前記第１のモールドと、表面が前記眼鏡レンズの他方の表面形状に対応する形状に形成された第２のモールドとを所定の間隔に保持してレンズ成形用の空間を画定するステップと、
前記第１のモールドと前記第２のモールドとの間の空間に樹脂を充填する樹脂充填ステップと、
硬化した樹脂によって構成された眼鏡レンズを前記第１および第２のモールドから取外す離型ステップと、を備えている、
ことを特徴とする眼鏡レンズ製造方法。
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記凸部の表面は、略半球面形状を有する。
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記樹脂は、熱可塑性樹脂である。
本発明によれば、高精度の微小凹部を有する眼鏡レンズ成形用の成形型を提供することができる。
本発明の一実施形態の眼鏡レンズ成形型の製造方法により製造された成形型で成形された眼鏡レンズを示す断面図である。 本発明の一実施形態の眼鏡レンズ成形型の製造方法により製造された成形型を示す図である。 図２に示す成形型の第１のモールドの製造方法を説明するための図（その１）である。 図２に示す成形型の第１のモールドの製造方法を説明するための図（その２）である。 図２に示す成形型の第１の成形型の製造方法を説明するための図（その３）である。 図２に示す成形型の第１の成形型の製造方法を説明するための図（その４）である。 図２に示す成形型を用いて眼鏡レンズを成形する方法を説明するための図（その１）である。 図２に示す成形型を用いて眼鏡レンズを成形する方法を説明するための図（その２）である。 図２に示す成形型を用いて眼鏡レンズを成形する方法を説明するための図（その３）である。 図２に示す成形型を用いて眼鏡レンズを成形する方法を説明するための図（その４）である。 図２に示す成形型を用いて眼鏡レンズを成形する他の方法を説明するための図である。
以下、本発明の好ましい実施形態の眼鏡レンズ成形型の製造方法について説明する。
図１は、本発明の一実施形態の眼鏡レンズ成形型の製造方法により製造された成形型で成形された眼鏡レンズ１を示す断面図である。
図１に示されているように、眼鏡レンズ１は、眼鏡レンズ本体２を備え、眼鏡レンズ本体２は、凸面３と凹面４とを有している。眼鏡レンズ１は、さらに、眼鏡レンズ本体２の凸面３及び凹面４上に形成されたハードコート層８と、各ハードコート層８の表面に形成された反射防止膜（ＡＲ膜）１０と、を備えている。
眼鏡レンズ本体２の凸面３には、眼鏡レンズ本体２の中心軸の周囲に周方向および径方向に等間隔に微小な凸部（突起）６が形成されている。凸部６は、表面が、例えば、直径１ｍｍ、高さ０．８μｍ、曲率８６ｍＲの略半球面状になっている。
本実施形態では、眼鏡レンズ本体２は、ポリカーボネート等の熱可塑性樹脂からなるが、眼鏡レンズ本体２を構成する樹脂は、所望の屈折度が得られる他の樹脂から選択されてもよい。
上述した特許文献１にも記載されているように、眼鏡レンズの凸面（物体側面）に微小凸部（セグメント）を形成することで、眼鏡装用者の近視等の屈折異常の進行を抑制できることが知られている。その原理は、表面の曲率が、眼鏡レンズの基部の凸面の曲率と異なる微小凸部を形成することで、網膜以外の位置にも焦点が結ばれ、近視の進行が抑制されるというものである。
ここで、微小凸部の屈折力は、眼鏡レンズの基部の屈折力より２．００から５．００ディオプター大きいことが好適である。また、微小凸部の直径は０．８〜２．０ｍｍ程度が好適である。なお、レンズの屈折力は、材料の屈折率、表面のカーブ（曲率半径）、裏面のカーブ（曲率半径）、および、レンズの肉厚で決まる。
そのため、微小凸部のカーブ（曲率半径）とその肉厚（微小凸部の高さ）は、好適には、微小凸部の屈折力が眼鏡レンズの基部の屈折力より２．００から５．００ディオプター大きくなるように決定される。具体的には、微小凸部の高さは０．１〜１０μｍ、微小凸部の表面の曲率は５０〜２５０ｍｍＲであることが好適である。また、隣り合う微小凸部と微小凸部との距離は、微小凸部の半径の値と同じ程度であることが好適である。また、複数の微小凸部はレンズの中心付近にほぼ均一に配置されることが好適である。
次に、眼鏡レンズ１を製造するために用いられる成形型について説明する。
図２は、本発明の一実施形態の眼鏡レンズ成形型の製造方法で製造された成形型が、熱可塑性樹脂を用いたインジェクション法で用いられる公知の成形装置に取り付けられた状態を示す図面である。
図２に示すように、眼鏡レンズ１を製造するために用いられる成形型１２は、凹状の成形面１４Ａを有する固定型側インサート(第１のモールド)１４と、凸状の成形面１６Ａを有する可動型側インサート(第２のモールド)１６と、固定型側インサート１４および可動型側インサート１６をそれぞれ摺動可能に収容する固定型側インサートガイド部材１８および可動型側インサートガイド部材２０とを備えている。
固定型側インサート１４および可動型側インサート１６は、成形面１４Ａ、１６Ａが対向し、間にキャビティ２２を構成するように、固定型側インサートガイド部材１８および可動型側インサートガイド部材２０内に、それぞれ配置されている。
キャビティ２２には、ゲートＧを介してランナ２４の先端が開口し、溶融樹脂をキャビティ２２内に注入できるように構成されている。
固定型側インサート１４は、ステンレス等の金属により形成され、眼鏡レンズの凸面３に対応する形状に形成された凹面２６Ａを有する基材２６と、基材２６の凹面２６Ａ上に形成された被覆層２８と、を有している。
被覆層２８は、例えば、ＮｉＰ（無電解ニッケルめっき）等から構成されている。被覆層２８は、均一な厚さを有しており、表面２８Ａが固定型側インサート１４の成形面１４Ａを構成している。被覆層２８の表面（成形面１４Ａ）２８Ａには、眼鏡レンズ本体２の凸面３に形成された凸部６と相補的な形状の凹部２８Ｂが形成されている。
可動型側インサート１６、固定型側インサートガイド部材１８および可動型側インサートガイド部材２０も、例えば、ステンレス等の金属材料によって構成されている。
以下、図２に示された成形型１２の固定型側インサート１４を製造する方法を説明する。図３Ａ〜図３Ｄは、固定型側インサート１４の製造方法を説明するための図である。
まず、図３Ａに示すように、ステンレス製の円柱(円板)状の基材２６を準備する。
次に、図３Ｂに示すように、基材２６の一方の面（図３Ｂでは上面）を、眼鏡レンズ１の凸面３に対応する所望の曲面形状に切削加工し、凹面２６Ａを形成する。
次に、図３Ｃに示すように、基材２６の凹面２６ＡにＮｉ−Ｐ（無電解ニッケルめっき）を施し、凹面２６Ａ上にニッケル合金からなる被覆層２８を形成する。被覆層２８の表面は、眼鏡レンズ１の凸面３に相当する形状となる。図３Ａ〜図３Ｃを参照して説明した工程が第１の成形型準備ステップに相当する。
次に、図３Ｄに示すように、超精密微小加工により、延性材料であるニッケル合金からなる被覆層２８の眼鏡レンズ１の凸部６に対応する複数の位置に、半球面状の凹部３０Ａを形成する。本工程が、切削加工ステップに該当する。
以上の方法により、図２に示す成形型の固定型側インサート１４が製造される。
これと並行して可動型側インサート１６及び固定型側インサートガイド部材１８および可動型側インサートガイド部材２０を製造する。可動型側インサート１６は、例えば、円柱状のステンレス製の基材の一方の面を眼鏡レンズの凹面４に対応する形状に切削加工することにより製造することができる。本工程が、第２の成形型準備ステップに相当する。
次に、このようにして製造された成形型１２を用いて眼鏡レンズ１を成形する方法を説明する。図４Ａ〜図４Ｄは、成形型１２を用いて眼鏡レンズを成形する方法を説明するための図である。
まず、図４Ａに示すように、成形型１２を組み立てて加熱した状態で、固定型側インサート(第１のモールド)１４と、可動型側インサート(第２のモールド)１６と、固定型側インサートガイド部材１８と、可動型側インサートガイド部材２０とにより形成されるキャビティ２２内に、ランナ２４から熱可塑性樹脂３０を圧入する。この工程が、樹脂充填ステップに相当する。
ランナ２４をゲートＧによって閉鎖し、成形型１２及び注入した熱可塑性樹脂３０を冷却する。熱可塑性樹脂３０が硬化して眼鏡レンズ本体２となる。
次に、図４Ｂに示すように、成形型１２から眼鏡レンズ本体２を離型する。このステップが離型ステップに相当する。これにより、凸面３に複数の微小な凸部６が形成された眼鏡レンズ本体２を製造することができる。
次に、図４Ｃに示すように、眼鏡レンズ本体２の凸面３及び凹面４上にハードコート層８を形成する。ハードコート層８は、例えば、シリコン系樹脂などのハードコート液に眼鏡レンズ本体２を浸漬させる方法や、スピンコートなどを使用して形成される。
次に、図４Ｄに示すように、ハードコート層８の表面に反射防止膜１０を形成する。反射防止膜１０は、例えば、ＺｒＯ2，ＭｇＦ2、Ａｌ2Ｏ3等の反射防止剤を真空蒸着により成膜することにより行うことができる。
以上の工程により、眼鏡レンズが製造される。
本実施形態の眼鏡レンズ成形型の製造方法によれば、以下の効果が奏される。
本実施形態によれば、延性材料であるニッケル合金の被覆層２８を形成し、被覆層２８の表面を切削加工することにより、凹部２８Ｂを形成しているため、成形面に欠け等が生じず、微小な凹部２８Ｂを有する眼鏡レンズ成形用の成形型１２を高い精度で作成することができる。
なお、本発明は、上記本実施形態に限定されず、本開示の技術的思想の範囲において適宜変更してもよい。
例えば、本実施形態では、眼鏡レンズ本体２の凸面３に半球面状の凸部６が形成された場合について説明したが、凸部６の形状はこれに限られない。また、凹面４に凸部を形成してもよい。
上記実施形態の眼鏡レンズの製造方法では、原料の樹脂として熱可塑性樹脂を用いるインジェクション法によって眼鏡レンズを製造したが、熱硬化性樹脂を樹脂材料として用いたキャスト法によって眼鏡レンズを製造してもよい。
図５は、上述したキャスト法によって眼鏡レンズを製造ために用いられる成形型を模式的に示す図面である。図５に示すように、眼鏡レンズを製造するために用いられる成形型４０は、凹状の成形面４２Ａを有する第１のモールド４２と、凸状の成形面４４Ａを有する第２のモールド４４と、円筒状のガスケット４６と、を備えている。第１のモールド４２および第２のモールド４４は、対向する成形面４２Ａ、４４Ａの間にキャビティ４８を形成するように、ガスケット４６内に配置されている。
第１のモールド４２は、ステンレスにより形成され、眼鏡レンズの凸面３に対応する形状に形成された凹面５０Ａを有する基材５０と、基材５０の凹面５０Ａ上に形成された被覆層５２と、を有する。基材５０は、例えば、ステンレス等の材料からなる。
被覆層５２は、例えば、ＮｉＰ（無電解ニッケルめっき）等からなる。被覆層５２は、均一な厚さを有しており、表面５０Ａが第１の成形型４２の成形面４２Ａを構成している。被覆層５２の表面５０Ａ（成形面４２Ａ）には、眼鏡レンズ本体２の凸面３に形成された凸部６と相補的な形状の凹部５０Ｂが形成されている。
第２のモールド４４およびガスケット４６は、例えば、ステンレス等の金属材料により構成されている。ガスケット４６の側部には、ガスケット４６の内側の円柱状の空間に連通する注入口４６Ａが形成されている。
図５に示された成形型４０の第１のモールド４２は、上記実施形態において、固定型側インサート(第１のモールド)１４を製造した方法と同様の方法で製造される。
ステンレス製の円柱状の基材５０を準備し、基材５０の一方の面を、眼鏡レンズ１の凸面３に対応する所望の曲面形状に切削加工し、凹面５０Ａを形成する。
次に、基材５０の凹面５０Ａに沿って、Ｎｉ−Ｐ（無電解ニッケルめっき）を施し、ニッケル合金からなる被覆層５２を形成する。被覆層５２の表面５２Ａは、眼鏡レンズ１の凸面３に相当する形状となっている。これらの工程が第１の成形型準備ステップに相当する。
次に、超精密微小加工により、延性材料からなる被覆層５２の眼鏡レンズ１の凸部６に対応する位置に、半球面状の凹部５２Ｂを形成する。本工程が、切削加工ステップに該当する。
これと並行して第２の成形型４４及びガスケット４６を製造する。第２の成形型４４は、例えば、円柱状のステンレス製の基材の一方の面を眼鏡レンズの凹面４に対応する形状に切削加工することにより製造することができる。本工程が、第２の成形型準備ステップに相当する。
このようにして製造した成形型４０を組み立て、第１の成形型１４と、第２の成形型１６と、ガスケット４６等とにより形成されるキャビティ４８内に、ガスケット４６の注入口４６６Ａから未硬化の熱硬化性樹脂を注入する。この工程が樹脂充填ステップに相当する。
そして、ガスケット４６の注入口４６Ａを閉鎖し、熱可塑性樹脂を硬化させることにより、眼鏡レンズ本体２が製造される。
次に、成形型４０から眼鏡レンズ本体２を離型する。このステップが離型ステップに相当する。これにより、凸面３に複数の微小な凸部６が形成された眼鏡レンズ本体２が製造される。
次に、眼鏡レンズ本体２の凸面３及び凹面４上にハードコート層８を形成する。ハードコート層８は、例えば、シリコン系樹脂などのハードコート液に眼鏡レンズ本体２を浸漬させる方法や、スピンコートなどで形成される。
次に、ハードコート層８の表面に反射防止膜１０を形成する。反射防止膜１０は、例えば、ＺｒＯ2，ＭｇＦ2、Ａｌ2Ｏ3等の反射防止剤を真空蒸着により成膜することにより行うことができる。
以上の工程により、眼鏡レンズが製造される。
なお、本発明は、上記実施形態等に限定されず、本開示の技術的思想の範囲において適宜変更してもよい。
１ 眼鏡レンズ
２ 眼鏡レンズ本体
３ 凸面
４ 凹面
６ 凸部
８ ハードコート層
１０ 反射防止膜
１２ 成形型
１４ 固定型側インサート(第１のモールド)
１４Ａ 成形面
１６ 可動型側インサート(第２のモールド)
１６Ａ 成形面
１８ 固定型側インサートガイド部材
２０ 可動型側インサートガイド部材
２６ 基材
２６Ａ 凹面
２８ 被覆層
２８Ｂ 凹部
３０ 熱可塑性樹脂

Claims (4)

  1. 少なくとも一方の表面に微小な凸部が形成された眼鏡レンズを成形する成形型を製造する成形型製造方法であって、
    基材と、ニッケル合金からなり前記基材を被覆し表面が前記眼鏡レンズの一方の表面の形状に対応する形状に形成された被覆部と、を備えた第１のモールドを準備する第１の成形型準備ステップと、
    前記第１のモールドの被覆部の表面に、前記凸部に対応する凹部を切削加工する切削加工ステップと、を備えている、
    ことを特徴とする眼鏡レンズ成形型の製造方法。
  2. 請求項１に記載の眼鏡レンズ成形型の製造方法によって製造された成形型によって眼鏡レンズを製造する方法であって、
    前記第１のモールドと、表面が前記眼鏡レンズの他方の表面形状に対応する形状に形成された第２のモールドとを所定の間隔に保持してレンズ成形用の空間を画定するステップと、
    前記第１のモールドと前記第２のモールドとの間の空間に樹脂を充填する樹脂充填ステップと、
    硬化した樹脂によって構成された眼鏡レンズを前記第１および第２のモールドから取外す離型ステップと、を備えている、
    ことを特徴とする眼鏡レンズ製造方法。
  3. 前記凸部の表面は、略半球面形状を有する、
    請求項２に記載の眼鏡レンズの製造方法。
  4. 前記樹脂は、熱可塑性樹脂である、
    請求項２または３に記載の眼鏡レンズの製造方法。
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