(57)【要約】【課題】表面を保護膜で被覆した被加工レンズを玉型形状に加工する際に、保護膜の切り子がレンズの表面に付着することを防止し、作業性、歩留まり、及び品質を向上させることができるレンズ保護膜とレンズ保護膜の製造方法を提供する。【解決手段】本発明のレンズの表面に形成される保護膜は、有機物ポリマーと、有機物ポリマーにコロイド状に分散して分布する無機物により形成される微粒子とにより形成され、レンズの周縁加工時に、レンズとともに破断される。本発明の保護膜の成膜方法は、被加工レンズを用意する工程と、有機物ポリマーを含む液体と無機物により形成される微粒子とを混合して、液体に無機物により形成される微粒子をコロイド状に分散させて原料液体を作成する工程と、被加工レンズの表面に、原料液体をコーティングして、レンズ用保護膜を成膜する工程とを有する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズの表面に形成される保護膜であって、
有機物ポリマーと、前記有機物ポリマーにコロイド状に分散して分布する無機物により形成される微粒子とにより形成され、前記レンズの周縁加工時に、前記レンズとともに破断される保護膜。
【請求項２】
０．０６Ｎ未満の引っ張り破断荷重を有する請求項１に記載の保護膜。
【請求項３】
膜中のシリカ体積比が、０．７以上である請求項１又は２に記載の保護膜。
【請求項４】
透明性を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の保護膜。
【請求項５】
前記有機物ポリマーが、ポリカーボネート、アクリル、ウレタンのいずれかを含むポリマー、又は、ポリアルキル、ポリスチレンのいずれかを含むエラストマーにより形成される請求項１〜４のいずれか１項に記載の保護膜。
【請求項６】
被加工レンズを用意する工程と、
有機物ポリマーを含む液体と無機物により形成される微粒子とを混合して、前記液体に無機物により形成される微粒子をコロイド状に分散させて原料液体を作成する工程と、
前記被加工レンズの表面に、前記原料液体をコーティングして、レンズ用保護膜を成膜する工程と、
を有する保護膜の成膜方法。
【請求項７】
０．０６Ｎ未満の引っ張り破断荷重を有する請求項６に記載の保護膜の成膜方法。
【請求項８】
膜中のシリカ体積比が、０．７以上である請求項６又は７に記載の保護膜の成膜方法。
【請求項９】
前記保護膜が透明性を有する請求項６〜８のいずれか１項に記載の保護膜の成膜方法。
【請求項１０】
前記有機物ポリマーが、ポリカーボネート、アクリル、ウレタンのいずれかを含むポリマー、又は、ポリアルキル、ポリスチレンのいずれかを含むエラストマーにより形成される請求項６〜９のいずれか１項に記載の保護膜の成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズの周縁加工時にレンズ表面を保護する保護膜とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
円形の被加工レンズは、眼鏡レンズ加工装置を使用して、眼鏡フレームの枠形状に対応する玉型形状に加工され、所望の形状の眼鏡レンズが製作される。特許文献１は、このような眼鏡レンズ加工装置の１例を開示する。
【０００３】
図３（ａ）〜（ｄ）は、眼鏡レンズ加工装置によるレンズ加工を説明する図である。眼鏡レンズ加工装置３１は、回転軸において被加工レンズ３２を保持し、回転させる被加工レンズ保持回転装置３３と、カッター又はヤスリを用いて被加工レンズ３２を切削する被加工レンズ切削装置３４とを有する。
【０００４】
回転軸の回転にあわせて被加工レンズ３２を回転させるために、被加工レンズ３２の中心部に両面テープ３５が貼り付けられ、両面テープ３５を介して被加工レンズ保持回転装置３２の回転軸を被加工レンズ３２に当接させることにより、回転軸の回転にあわせて被加工レンズ３２を回転させながら、被加工レンズ切削装置３４を用いて、被加工レンズ３２を玉型形状４０に加工する（図３（ａ）、図３（ｃ））。
【０００５】
しかしながら、両面テープ３５の粘着力が十分でないために、回転軸を回転させると、回転軸と被加工レンズ３２との間にある両面テープ３５がずれることにより、回転軸の中心と被加工レンズ３２の中心がずれてしまうことがあり、被加工レンズ３２を玉型形状に精度良く加工することができなかった。
【０００６】
そこで、被加工レンズ３２の表面に保護膜３８を成膜して、保護膜３８を介して被加工レンズ保持回転装置３２の回転軸を被加工レンズ３２に当接させて、回転軸の回転に合わせて、被加工レンズ３２を切削する。保護膜３８を介して被加工レンズ保持回転装置３２の回転軸を被加工レンズ３２に当接させることにより、回転軸により被加工レンズを回転させた際に、回転軸の中心と被加工レンズの中心とがずれることが防止され、被加工レンズ３２を玉型形状４０に精度良く加工することが可能となる（図３（ｂ）、図３（ｃ））。
【０００７】
特許文献２は、レンズ表面に、酢酸ビニル系の樹脂を使用して被膜を形成し、被膜の上面に樹脂製のテープを貼り付けて、貼り付け部分に保持具の先端を当接させて、レンズを玉型形状に加工する技術を記載する。
【０００８】
特許文献３は、レンズ表面にフッ素樹脂加工によりその上に貼り付ける樹脂製粘着テープと分子間力結合可能な官能基を有する撥水処理層を形成し、撥水処理層に樹脂製粘着テープを貼り付けてレンズを加工する技術を記載する。
【０００９】
特許文献４は、レンズ表面に塩化アルキル系の被膜を形成することにより、周縁加工時の軸ずれ現象を抑制する技術を記載する。しかし、特許文献４に記載される技術では、切削に伴って被膜残渣が発生し、被膜残渣により、切削器を損傷させるおそれがあった。
【００１０】
また、加工時にレンズと共にきれいに切断されず引きちぎられたような状態の膜の端部や被膜残渣を起点として膜がレンズから浮き上がる現象が生じるおそれがある。このような現象が生じると、被膜のレンズ表面への密着能力が低下して膜とレンズ表面の界面からズレが生じるおそれがある。特に、切削箇所に水をかけながら行う湿式切削を採用する場合、その浮き上がりに水が入り込んでしまいそのズレが起きる確率が高くなってしまう。
【００１１】
【特許文献１】特開２００８−０３０１７０号公報
【特許文献２】特開２００４−１２２２３８号公報
【特許文献３】米国特許出願公開第２００７／１４１３５８号明細書
【特許文献４】国際公開２００５／００１５２７０号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
被加工レンズ３２の表面に保護膜３８を成膜して、保護膜３８を介して被加工レンズ保持回転装置３２の回転軸を被加工レンズ３２に当接させて、回転軸の回転に合わせて、被加工レンズ３２を切削することにより、被加工レンズ３２を玉型形状に精度良く加工することが可能となる。
【００１３】
しかしながら、保護膜は、ポリマーを主成分とする。そのため、ポリマーは柔らかく、伸長しやすい。このため、被加工レンズ切削装置３４を用いて被加工レンズを切削しても、保護皮膜が切削されずに、保護皮膜被の切り子（切れ端）４２が、玉型形状に加工されたレンズの表面に残ってしまう（図３（ｄ）、図４（ａ）〜図４（ｅ））。
【００１４】
また、玉型形状に加工されたレンズの表面に残された保護膜の切り子を除去することが必要となりレンズ加工工程の作業量が増加し、コスト上昇をもたらしていた。また、保護膜の切り子の除去が不十分であると、後の工程で不良品を発生させる原因となり、歩留まりと品質の低下をもたらしていた。
【００１５】
さらに、加工時にレンズと共にきれいに切断されないと、回転加工の回転応力により膜が引きちぎられるようになる。そのように破断されると、膜の端部４４がフリル状に浮き上がり、レンズ表面と膜の間に空間４５が形成されてしまう。この空間４５を起点としてレンズ表面から保護膜全体がズレたり剥がれたりしてしまう現象が生じてしまう（図３（ｅ）、図４（ａ）〜図４（ｅ））。この現象が生じると玉型形状に加工する際に、結果的に軸ずれが起きてしまう。結果、乱視用レンズでは乱視軸に傾きが生じてしまい、装着者の処方に合わなくなる。多焦点レンズでは遠用焦点と近用焦点の位置関係が変ってしまい、装着者の焦点位置がレンズと一致しなくなる。
【００１６】
本発明は、表面を保護膜で被覆した被加工レンズを玉型形状に加工する際に、保護膜の切り子がレンズ表面に残ることを防止し、作業性、歩留まり、及び品質を向上させることを目的とする。また、保護膜の切断性を向上させることにより、切削加工時の引きちぎられによる皮膜の浮き上がりを抑制し、被加工レンズの軸ずれ現象を好適に抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明の保護膜は、レンズの表面に形成される保護膜であって、有機物ポリマーと、前記有機物ポリマーにコロイド状に分散して分布する無機物により形成される微粒子とにより形成され、前記レンズの周縁加工時に、前記レンズとともに破断される。
【００１８】
また、本発明の保護膜の成膜方法は、被加工レンズを用意する工程と、有機物ポリマーを含む液体と無機物により形成される微粒子とを混合して、前記液体に無機物により形成される微粒子をコロイド状に分散させて原料液体を作成する工程と、前記被加工レンズの表面に、前記原料液体をコーティングして、レンズ用保護膜を成膜する工程と、を有する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のレンズを被覆する保護膜は、レンズを切断する際にレンズの切断形状に沿って切断され、切断されたレンズの表面やコバ部に切り子が残ることや保護膜の切断されにくさから生じる保護膜の浮き上がりを防止し、レンズ加工の作業性、歩留まり、及び形状加工されたレンズの品質を向上させる。
【００２０】
また、本発明のレンズを被覆する保護膜は、レンズの切断形状に沿って切断されるので、レンズの周縁加工後もレンズの表面を被覆し、レンズ表面を保護する。さらに、本発明のレンズを被覆する保護膜は、レンズ表面から容易に除去されることができるので、後のレンズの製作工程で負担を与えることはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明は、表面を保護膜で被覆した被加工レンズを玉型形状に加工する際に、保護膜の切り子が発生することを防止するために、保護膜の膜質に脆さを持たせている。本発明の目的を達成するために、ポリマーに無機物質のコロイドを混合比を変えて分散させて、スピンコート法、ディップコート法により保護膜を成膜した。そして、成膜した保護膜を測定し、評価した。以下、保護膜のポリマーに無機物質のコロイドを分散させて成膜した保護膜について説明する。
【００２２】
本発明の第１の実施形態として、スピンコート法により、比較液及び供試液Ｓ１〜Ｓ４について作成した保護膜について説明する。最初に、比較液及び供試液Ｓ１〜Ｓ４の成分について以下に説明する。
【００２３】
比較液には、プラスチックレンズ用表面保護膜用液（ＤＯＮ社製ＳＳ−２０ＷＦ）を使用する。プラスチックレンズ用表面保護膜用液（ＤＯＮ社製ＳＳ−２０ＷＦ）の成分は、水７０〜７５％、コロイダルシリカ１５％、ポリカーボネート５％、その他  ５％である。ポリカーボネートとシリカの質量比は、１：３で、固形分中のシリカ割合は、０．６である。
【００２４】
供試液Ｓ１〜Ｓ４は、ＤＯＮ社製ＳＳ−２０ＷＦにＬＵＤＯＸ（Ｒ）ＴＭＡコロイダルシリカの混合液である。ＤＯＮ社製ＳＳ−２０ＷＦの成分は、比較液について説明した通りである。他方、ＬＵＤＯＸ（Ｒ）ＴＭＡコロイダルシリカは、製造元シグマ−アルドリッチ社で、コロイダル特性を有し、水懸濁で３４重量％、表面積〜１４０ｍ２／ｇ、ｐＨ４〜７、密度２５℃で１．２３ｇ／ｍｌ、シリカ単体比重１．６７である。供試液Ｓ１〜Ｓ４のそれぞれについて説明する。
【００２５】
供試液Ｓ１については、ＤＯＮ社製ＳＳ−２０ＷＦとＬＵＤＯＸ（Ｒ）ＴＭＡコロイダルシリカの質量比３：１、ポリカーボネートとシリカの質量比１：５．２６、固形分中のシリカ割合０．７２、膜中のシリカの体積比０．５４である。
【００２６】
供試液Ｓ２については、ＤＯＮ社製ＳＳ−２０ＷＦとＬＵＤＯＸ（Ｒ）ＴＭＡコロイダルシリカの質量比１：１、ポリカーボネートとシリカの質量比１：９．８、固形分中のシリカ割合０．８３、膜中のシリカ体積比：０．７６４である。
【００２７】
供試液Ｓ３については、ＤＯＮ社製ＳＳ−２０ＷＦ：ＬＵＤＯＸ（Ｒ）ＴＭＡコロイダルシリカと水の質量比３：１：４、ポリカーボネートとシリカの質量比１：５．２６、固形分中のシリカ割合０．７２、膜中シリカの体積比：０．６３５である。
【００２８】
供試液Ｓ４については、ＤＯＮ社製ＳＳ−２０ＷＦとＬＵＤＯＸ（Ｒ）ＴＭＡコロイダルシリカと水の質量比３：３：４、ポリカーボネートとシリカの質量比１：９．８、固形分中のシリカ割合０．８３、膜中のシリカ体積比０．７６４である。
【００２９】
ＬＵＤＯＸ（Ｒ）ＴＭＡコロイダルシリカは、製造元シグマ−アルドリッチ社で、コロイダル特性を有し、水懸濁で３４重量％、表面積〜１４０ｍ２／ｇ、ｐＨ４〜７、密度２５℃で１．２３ｇ／ｍｌ、シリカ単体比重１．６７である。
【００３０】
比較液と供試液Ｓ１〜Ｓ４を用いてスピンコーティング法によりハードコート層の上面に保護膜を成膜した。スピンコートの条件は、１０００回転／分で２０秒回転させた後に、１５００回転／分で１０秒回転させてスピンコートした。成膜した保護膜の試験結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】
2010085691.tif 000002
【００３２】
表１において、切れやすさは、  レンズが、玉型形状の輪郭に沿って切断された際に、レンズの表面に切り子が残らなければ「〇」と、切り子が残れば「×」と判定される。供試液Ｓ１〜Ｓ４用いて成膜されたいずれの保護膜も、レンズが、玉型形状の輪郭に沿って切断された際に、レンズの表面に切り子が残らない。なお、レンズが、玉型形状の輪郭に沿って切断された際に、レンズの表面に切り子が残らない場合の例を、図２（ａ）〜図２（ｂ）に示す。
【００３３】
透明性は、保護膜形成後もレンズメータでの計測が可能か否かで判定され、測定可能であれば「〇」と、測定不可能であれば「×」と判定される。本発明のスピンコート法により作成されたレンズを被覆する保護膜いずれも、透明性を有するので、保護膜によって被覆された状態で、レンズメータ等を使用して光学測定を行うことができる。
【００３４】
剥離性は、テープを膜表面に繰り返し貼り付け、剥離することにより、容易に剥離するかどうかで「〇」、「△」、「×」で判定される。本発明のスピンコート法により作成されたレンズを被覆する保護膜は、剥離性の条件を満たす。
【００３５】
本発明の第２の実施形態として、ディップコート法により、比較液及び供試液Ｄ１〜Ｄ５について作成した保護膜について説明する。最初に、比較液及び供試液Ｄ１〜Ｄ５の成分について以下に説明する。
【００３６】
比較液には、プラスチックレンズ用表面保護膜用液（ＤＯＮ社製ＳＳ−２０ＷＦ）を使用する。プラスチックレンズ用表面保護膜用液（ＤＯＮ社製ＳＳ−２０ＷＦ）の成分は、水７０〜７５％、コロイダルシリカ１５％、ポリカーボネート５％、その他５％である。ポリカーボネートとシリカの質量比は、１：３で、膜中シリカの体積比は、０．４９である。
【００３７】
供試液Ｄ１については、ＤＯＮ社製ＳＳ−２０ＷＦとＬＵＤＯＸ（Ｒ）ＴＭＡコロイダルシリカの質量比は３：１で、ポリカーボネートとシリカの質量比は１：５．２６で、固形分中のシリカ割合は０．７２で、膜中のシリカ体積比は０．５４である。
【００３８】
供試液Ｄ２については、ＤＯＮ社製ＳＳ−２０ＷＦとＬＵＤＯＸ（Ｒ）ＴＭＡコロイダルシリカの質量比は３：２で、ポリカーボネートとシリカの質量比は１：７．５３で、固形分中シリカ割合は０．７９で、膜中シリカの体積比は０．７１３である。
【００３９】
供試液Ｄ３については、ＤＯＮ社製ＳＳ−２０ＷＦとＬＵＤＯＸ（Ｒ）ＴＭＡコロイダルシリカの質量比は３：３で、ポリカーボネートとシリカの質量比は１：９．８で、固形分中シリカ割合は０．８３で、膜中のシリカ体積比は０．７６４である。
【００４０】
供試液Ｄ４については、ＤＯＮ社製ＳＳ−２０ＷＦとＬＵＤＯＸ（Ｒ）ＴＭＡコロイダルシリカと水の質量比は９：３：４で、ポリカーボネートとシリカの質量比は１：５．２６で、固形分中のシリカ割合は０．７２で、膜中のシリカ体積比は０．６３５である。
【００４１】
供試液Ｄ５については、ＤＯＮ社製ＳＳ−２０ＷＦとＬＵＤＯＸ（Ｒ）ＴＭＡコロイダルシリカと水の質量比は９：６：５で、ポリカーボネートとシリカの質量比は１：７．５３で、固形分中のシリカ割合は０．７９で、膜中のシリカ体積比は０．７１３である。
【００４２】
比較液と供試液Ｄ１〜Ｄ５を用いてディップコーティング法により撥水処理が施されたレンズの上面に保護膜を作成した。ディップコートの条件は、引き上げ速度３０ｍｍ／分、キュア温度６０℃で、乾燥時間１時間である。成膜した保護膜の試験結果を表２に示す。
【００４３】
【表２】
2010085691.tif 000003
【００４４】
表１と同様に表２において、切れやすさは、レンズの玉型形状の輪郭に沿って切断された際に、切り子が残らなければ「〇」と、切り子が残れば「×」と判定される。
透明性は、保護膜形成後もレンズメータでの計測が可能か否かで判定され、測定可能であれば「〇」と、測定不可能であれば「×」と判定される。
【００４５】
ディップ法により形成された保護膜は、スピン法により形成された保護膜と同様に、レンズの玉型形状の輪郭に沿って切断される切れやすさを有する。しかしながら、ディップ法により形成された保護膜は、スピン法により形成された保護膜と比較して透明性で劣り、保護膜が成膜された後に光学特性を測定する場合に、測定に障害が生じる場合がある。
【００４６】
本発明では、保護膜の脆さを評価することが必要となる。本発明において、保護膜の脆さを評価するために、保護膜の引き裂き強さを測定する。図１（ａ）は、供試保護膜の引き裂き強さ測定装置を側面から示す図、図１（ｂ）は、供試保護膜の引き裂き強さ測定装置を上から示す図である。
【００４７】
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示されるように、供試保護膜の引き裂き強さ測定装置１は、レンズを模擬するために設置されるモニタガラス２を備え、モニタガラス２の上に供試保護膜３が形成される。供試保護膜３の上に、供試保護膜の引き裂き強さ測定に使用される測定用テープ５と、固定用テープ６、７が設けられる。測定用テープ５の一端がＣＰＵゲージ８に接続されて、供試保護膜３の引き裂き強さが測定される。
【００４８】
モニタガラス２は、洗浄機を通して、撥水特性を低下させた後に、保護膜コート用液にディップし、引き上げ速度３０ｍｍ／分で引き上げて、その後、６０℃で１時間乾燥させる。測定用テープ５と、固定用テープ６、７には、樹脂テープ、例えば、セロハンテープが使用される。
【００４９】
図１（ｂ）に示されるように、モニタガラス２と供試保護膜３の上に、テープが３本貼り付けられる。テープの幅は、例えば、５ｍｍで、テープの間隔は、例えば、０．２ｍｍ程度である。中央のテープ５は、測定用に使用される。中央のテープ外側に設けられた２本のテープ６と、直交する２本のテープ７は、固定用に使用される。
【００５０】
そして、中央のテープ５が、ＣＰＵゲージ８によって９０度上に引き上げられる。この際、持ち上げるテープ５の両脇で保護膜３が引き裂かれる。この保護膜３が引き裂かれるときに、ＣＰＵゲージ８に掛かるピーク荷重が測定される。中央のテープ５が、ＣＰＵゲージ８によって引き上げられる速さは、例えば、８８０ｍｍ／分である。
【００５１】
モニタガラスの上には撥水層が形成され、レンズの構造を模擬している。保護膜の一端とテープの間に空隙が設けられているが、これは、テープを持ち上げることにより、保護膜が引き裂かれる現象を起きやすくするためである。ピーク荷重が小さければ、保護膜が脆いとされる。
【００５２】
ＤＯＮ社製ＳＳ−２０ＷＦ、ゾル量、水の割合を変えて保護膜を成膜した。保護膜を成膜する際の原材料の成分と、保護膜の切れ荷重の測定結果を表３に示す。
【００５３】
【表３】
2010085691.tif 000004
【００５４】
表３の結果から、切れ荷重が０．０６Ｎ未満の場合は、被加工レンズを切削して玉型形状に加工しても、玉型形状加工レンズの周縁に生じる保護膜の切り子を低減できることが判った。
【００５５】
レンズ表面の保護膜が、高分子ポリマーのみで形成されていると、高分子ポリマーの結合力が強いので、レンズを破断した際に、保護膜の切れ子がレンズ表面に残ってしまう。他方、保護膜中の高分子ポリマーに無機物の微粒子がコロイド状に分散していると、微粒子と高分子ポリマーの界面が破断容易とする脆部となり保護膜全体に脆性をもたらすものと考えられる。
【００５６】
また、本実施の保護膜によって被覆されるプラスチックレンズの表面には、一般に、例えば、フッ素含有アルコキシシラン化合物を含有する溶液を用いて形成される撥水膜等の表面処理膜が設けられている。本発明の保護膜は、これらの表面処理膜と強固な結合をしない。したがって、表面処理膜の変質が予防される。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明に係る供試保護膜の引き裂き強さ測定装置を示す図である。
【図２】本発明に係る保護膜により被覆された被加工レンズを玉型形状に加工した後の形状を説明する図である。
【図３】プラスチックレンズを玉型形状に加工する工程を示す図である。
【図４】従来の保護膜により被覆された被加工レンズを玉型形状に加工した後の形状を説明する図である。
【符号の説明】
【００５８】
１  保護膜の引き裂き強さ測定装置、２  モニタガラス、３  保護膜、５  測定用テープ、６  固定用テープ、７  固定用テープ、８  ＣＰＵゲージ、３１  眼鏡レンズ加工装置、３２  被加工レンズ、３３  被加工レンズ保持回転装置、３４  被加工レンズ切削装置、３５  両面テープ、４０  玉型形状、４２  切り子（切れ端）
【図１】
2010085691.tif 000005
【図３】
2010085691.tif 000006
【図２】
2010085691.tif 000007
【図４】
2010085691.tif 000008