(57)【要約】【課題】  密着性に優れた薄膜を有するプラスチックレンズの効率的な製造方法及びプラスチックレンズを提供する。【解決手段】  成形面の少なくとも一方の表面粗さが、Ｒzで０．０１〜２μmである一対の成形型を用いてプラスチックレンズ素材を成形し、このプラスチックレンズ素材の表面に薄膜を形成する。生産性に優れるとともに、表面に積層される薄膜の密着性に優れたプラスチックレンズとなる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチックレンズの両面を成形するための成形面を有する一対の成形型を用いて樹脂組成物を重合、硬化してプラスチックレンズ素材を成形し、このプラスチックレンズ素材の表面に薄膜を形成するプラスチックレンズの製造方法であって、
前記成形型のうち少なくとも一方の成形型の成形面の表面粗さが、Ｒzで０．０１〜２μmである成形型を用いて前記プラスチックレンズ素材へ前記表面粗さを転写することを特徴とするプラスチックレンズの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のプラスチックレンズの製造方法において、
前記薄膜の厚さが１．５〜４μmであることを特徴とするプラスチックレンズの製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のプラスチックレンズの製造方法において、
前記プラスチックレンズ素材を成形する前記成形型の成形面は、前記成形型の母型を切削加工した後、研磨剤を用いて加工することにより得られることを特徴とするプラスチックレンズの製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載のプラスチックレンズの製造方法において、
前記切削加工によりＲzで０．０１μm未満に形成した後、研磨剤を用いてＲzで０．０１〜２μmに加工することを特徴とするプラスチックレンズの製造方法。
【請求項５】
請求項１から４の何れかに記載のプラスチックレンズの製造方法により製造されたことを特徴とするプラスチックレンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチックレンズの製造方法及びプラスチックレンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、眼鏡レンズには、その表面に反射防止膜やキズ防止用のハードコート膜等、種々の薄膜が形成されている。一方、眼鏡レンズは、ユーザにより、高温多湿な場所や寒冷地など様々な環境下で使用されるため、この薄膜にはレンズ素材に対する安定した密着性が要求される。
従来、このような薄膜の密着性を上げるため、アルカリ処理により、レンズ表面を化学的に処理したり（例えば、特許文献１）、プラスチックレンズ表面を研磨剤を用いて研磨することでレンズ表面に凹凸をつくり、レンズ表面と薄膜との密着性を向上させる例が知られている（例えば、特許文献２）。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−０９６５５５号公報
【特許文献２】特開平５−０７０６１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この特許文献１、２に記載された方法では、いずれもレンズ1枚毎にその処理を行う必要がある。また、レンズを処理した後に熱を加える、長期間放置する、等によりレンズ表面が元の状態に戻ろうとするため、凹凸差が縮小し、密着性が得られなくなることもある。さらに、凹凸を生成するための機械、治具、人的工数が必要である。
特に、プラスチックレンズは、均一な特性をもったものの大量生産が容易という特徴があるにもかかわらず、上述のように、レンズ1枚毎に処理したのでは、その優位性が発揮しにくい。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、密着性に優れた薄膜を有するプラスチックレンズの効率的な製造方法及びプラスチックレンズを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のプラスチックレンズの製造方法は、プラスチックレンズの両面を成形するための成形面を有する一対の成形型を用いて樹脂組成物を重合、硬化してプラスチックレンズ素材を成形し、このプラスチックレンズ素材の表面に薄膜を形成するプラスチックレンズの製造方法であって、前記成形型のうち少なくとも一方の成形型の成形面の表面粗さが、Ｒzで０．０１〜２μmである成形型を用いて前記プラスチックレンズ素材へ前記表面粗さを転写することを特徴とする。
【０００７】
ここで、本発明により製造されるプラスチックレンズの原料としては、紫外線等の光により重合し硬化する光硬化性樹脂組成物、熱により重合して硬化する熱硬化性樹脂組成物等が挙げられる。
成形型としては、特に材質を問わないが、内部にプラスチックレンズ用モノマーを注入して重合後に離型することから、ガラス型が好ましい。
【０００８】
この本発明によれば、プラスチックレンズ素材を成形するための成形型の少なくとも一方の表面粗さがＲzで０．０１〜２μmであるため、成形時の型転写により、Ｒzで０．０１〜２μm近傍の表面粗さを持ったプラスチックレンズ素材を、効率よく得ることができる。すなわち、プラスチックレンズを成形する際に、所定の表面粗さを付与できるため、成形後のプラスチックレンズ1枚毎に表面加工を行う場合と比較して、その生産性が飛躍的に向上する。
【０００９】
また、プラスチックレンズ素材ではなく、成形型に凹凸を設けているため、常に一定の品質を持ったプラスチックレンズ素材を製造することができる。
そして、成形後のプラスチックレンズ素材は、Ｒzで０．０１〜２μm近傍の表面粗さを持っており、表面の凹凸形状が優れたアンカー効果を発揮するため、後工程において、薄膜との密着性が極めて良いプラスチックレンズとなる。それ故、密着性に優れた薄膜を有するプラスチックレンズの効率的な製造方法を提供できる。
なお、薄膜の厚さは、プラスチックレンズの光学特性の観点より、プラスチックレンズ素材の表面粗さ（Ｒｚ）以上であることが好ましく、この１．５倍以上であることがより好ましい。
【００１０】
本発明では、前記薄膜の厚さが１．５〜４μmであることが好ましい。
本発明によれば、薄膜の厚さが１．５μm以上であるため、プラスチックレンズ素材表面の粗さが粗くても、薄膜の厚さにより、光学的な歪を吸収できるため、プラスチックレンズの光学特性が悪化することがない。また、薄膜の厚さが４μm以下と限定されているため、光線透過率等の光学特性上も優れる。
【００１１】
本発明では、前記プラスチックレンズ素材を成形する前記成形型の成形面は、前記成形型の母型を切削加工した後、研磨剤を用いて加工することにより得られることが好ましい。
本発明によれば、まず、一旦、母型を切削により、ラフな成形面形状を持った成形型へ作成し、その後、研磨剤により成形面を加工した成形型をレンズ成形用とする。それ故、目的とする表面粗さを持った成形型を直接製作するよりも、効率よく成形型を作成することができる。
【００１２】
本発明では、前記切削加工によりＲzで０．０１μm未満に形成した後、研磨剤を用いてＲzで０．０１〜２μmに加工することが好ましい。
本発明によれば、母型の表面を一旦、Ｒzで０．０１μm未満と微細な表面粗さとした後、研磨剤により表面を粗くすることで、目的とする表面粗さを持った成形型を製作する。そのため、目的とする表面粗さを持った成形型を直接製作するよりも、効率よく成形型を作成することができる。
【００１３】
本発明のプラスチックレンズは、上述したプラスチックレンズの製造方法により製造されたことを特徴とする。
このような本発明によれば、本発明のプラスチックレンズは、上述したプラスチックレンズの製造方法により製造されたものであるため、生産性に優れるとともに、表面に積層される薄膜の密着性に優れたプラスチックレンズとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、図面を用いて、本実施形態に係るプラスチックレンズの製造方法を詳細に説明する。
本実施形態は、図１のフロー図（製造工程図）に示すように（ａ）ガラス母型準備工程、（ｂ）ガラス母型組立工程、（ｃ）モノマー注入工程、（ｄ）硬化工程、（ｅ）離型工程、（ｆ）アニール工程、及び（ｇ）薄膜形成工程とを含んで構成される。以下、これらの各工程を詳細に説明する。
【００１５】
（ａ）ガラス母型準備工程
図２は、プラスチックレンズを成形するための一対のガラス母型１０Ａ、１０Ｂであり、硬化用樹脂と接する転写用成形面１１Ａ、１１Ｂは、所定の表面粗さ（Ｒzで０．０１〜２μm）に形成されている。この表面粗さは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４に準拠して測定される。
ここで、ガラス母型の転写用表面１１Ａ、１１Ｂを粗くするための方法としては、酸化アルミニウム、酸化セリウムなどの研磨剤を用いる方法が、表面粗さ制御の点で好ましい。また、これら研磨剤の平均粒径は０．３〜５０μｍが好ましく、より好ましくは１〜３０μｍである。平均粒径が０．３μｍより小さいと、研磨効率が下がるとともに、研磨面の表面粗さが小さくなりすぎて好ましくない。また、平均粒径が５０μｍより大きいと、研磨面の表面粗さが大きくなりすぎて好ましくない。この研磨法としては、他に、サンドブラスト法、エッチング法等がある。
【００１６】
ここで、ガラス母型を研磨する前に、いったん、切削加工により、粗い成形面を持った母型を作成して、その後に成形面を精密研磨してもよい。逆に、一旦、非常に表面粗さの小さな（Ｒz ０．０１μm未満）面を作成して、その後に所定の表面粗さを持った面を作成してもよい。いずれの方法でも、直接、所定の表面粗さを持った母型を作成するより、製法上効率的である。なお、研磨材粒子の粒径は、ＪＩＳＲ６００１（１９９８）により好適に測定できる。
【００１７】
（ｂ）ガラス母型組立工程
図３に示すように、所定の表面粗さを持った２枚のガラス母型１０Ａ、１０Ｂを所定の距離離間させて対向配置して保持する。次に、これらのガラス母型１０Ａ、１０Ｂの側面に跨って粘着テープ１２を巻き付け、1周より余分に巻き付け、粘着テープ１２が重なる領域を形成する。これにより、ガラス母型１０Ａ、１０Ｂと粘着テープ１２とで囲まれたキャビティ１３が形成され、プラスチックレンズ成形型１００を組み立てることができる。
【００１８】
粘着テープ１２は、テープ基材に粘着剤層が形成されている構造を有する。テープ基材の材質としてはポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等のポリハロゲン化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリアミド類、ポリイミド類、ポリカーボネート類などが用いられる。粘着剤としてはアクリル系、ゴム系、シリコーン系等が使用される。粘着剤は、樹脂組成物中に溶け出したり、重合を阻害したりしないものが選定される。
粘着テープ１２の幅は、ガラス母型１０Ａ、１０Ｂの両側面を保持してこれらの空隙を密封できればよく、これらから突出するような幅広でも差し支えない。
【００１９】
（ｃ）モノマー注入工程
ここで、本発明により製造されるプラスチックレンズの原料としては、紫外線等の光により重合し硬化する光硬化性樹脂組成物、熱により重合して硬化する熱硬化性樹脂組成物等が挙げられる。光硬化性樹脂組成物は、光硬化性モノマーと、光重合開始剤とを含有するものであり、熱硬化性樹脂組成物は、熱硬化性モノマーと、熱重合開始剤とを含有するものである。このような原料としては、例えば、アリル系のモノマーを含有する樹脂組成物、メタクリレート系のモノマーを含有する樹脂組成物、チオウレタン系のモノマーを含有する樹脂組成物、チオエポキシ系のモノマーを含有する樹脂組成物が挙げられる。
【００２０】
図４に示すように、粘着テープ１２同士が重なっている部分を剥がし、キャビティ１３への小さな開口部を形成し、この開口部から注射針などの細い注入管１４を介して予め調整された硬化性樹脂組成物をキャビティ１３へ注入し、剥がした部分の粘着テープ１２を再び貼り付け、キャビティ１３を封止する。
【００２１】
（ｄ）硬化工程
例えば、紫外線硬化型の樹脂組成物を用いた場合は、以下のようである。図５に示すように、キャビティ１３中の紫外線硬化性樹脂組成物に対して両面の成形型を通して両側から紫外線を照射する。成形型の両側に高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等の紫外線照射源を配置して内部のキャビティ１３の紫外線硬化性樹脂組成物に紫外線を照射し、紫外線硬化性樹脂組成物をほぼ完全に硬化させる。
【００２２】
紫外線の照射時間は５０〜３００秒、環境温度は室温で行っても良く、１２０℃までの加熱雰囲気下で行っても良い。紫外線の照射強度は、片側５０〜１５０ｍＷ程度であり、両側から照射する場合は照射強度を概ね等しくすることが好ましい。紫外線の照射量は、特に制限されないが、１〜５００Ｊ／ｃｍ２程度である。
また、熱硬化型樹脂も好適に使用できる。その場合は、紫外線照射設備は不要であり、図５のキャビティ１３中の熱硬化型樹脂に対して加熱により重合を行う。
【００２３】
（ｅ）離型工程
図６に示すように、硬化成形が十分に行われた後、ガラス母型１０Ａ、１０Ｂと硬化樹脂との間に正確にくさびを打ち込むようにして力を加え、硬化樹脂層（プラスチックレンズ素材）１５と接合しているガラス母型１０Ａ、１０Ｂを脱離する。この離型工程の際に、ガラス母型１０Ａ、１０Ｂと硬化樹脂層（プラスチックレンズ素材）１５の表層部に温風を当てるなどして局部的に加温すると、くさびに加える力を減少させることができる。
離型後のプラスチックレンズ素材１５は、ガラス母型１０Ａ、１０Ｂの転写用表面１１Ａ、１１Ｂの表面粗さが転写された表面を有している。
【００２４】
（ｆ）アニール工程
重合歪みの低減を目的とする工程である。硬化樹脂のガラス転移点より少し低い温度雰囲気下で、好ましくはガラス転移点より２〜３℃低い温度雰囲気下で、３０分〜２時間程度加熱処理を行うことで重合歪みを低減することができる。
【００２５】
（ｇ）薄膜形成工程
上述の工程により得られたプラスチックレンズ素材１５に、キズ防止用、あるいは反射防止用等の薄膜１６Ａ、１６Ｂをプラスチックレンズ素材１５の両側に積層してプラスチックレンズ２００を製造する（図７）。ここで、積層方法は特に限定されないが、スピンコート法が好ましい。このキズ防止用、あるいは反射防止用の薄膜はその種類を制限するものでない。また薄膜１６Ａ、１６Ｂの膜厚は１．５〜４μmであることが好ましい。
【００２６】
上述の実施形態によれば、プラスチックレンズ素材１５を成形するためのガラス母型１０Ａ，１０Ｂの表面粗さがＲzで０．０１〜２μmであるため、成形時の型転写により、Ｒzで０．０１〜２μm近傍の表面粗さを持ったプラスチックレンズ素材１５を、効率よく得ることができる。
すなわち、プラスチックレンズ素材を成形する際に、所定の表面粗さを付与できるため、成形後のプラスチックレンズ素材1個毎に表面加工を行う場合と比較して、その生産性が飛躍的に向上する。
【００２７】
そして、成形後のプラスチックレンズ素材１５は、Ｒzで０．０１〜２μm近傍の表面粗さを持っており、表面の凹凸形状が優れたアンカー効果を発揮するため、後工程において、薄膜との密着性が極めて良いプラスチックレンズ２００となる。それ故、密着性に優れた薄膜を有するプラスチックレンズの効率的な製造方法を提供できる。
【００２８】
また、薄膜の厚さが１．５μm以上であるため、プラスチックレンズ素材１５の表面粗さが粗くても、薄膜の厚さにより、光学的な歪を吸収できるため、プラスチックレンズの光学特性が悪化することがない。また、薄膜の厚さが４μm以下と限定されているため、光線透過率等の光学特性上も優れる。
【００２９】
本発明を実施するための最良の構成などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
【００３０】
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易に
するために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの
形状、材質などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明
に含まれるものである
【００３１】
例えば、前記実施形態では、プラスチックレンズ素材の原料として紫外線効果型樹脂あるいは、熱硬化型樹脂について説明したが、本発明はこれに限られず、熱可塑性樹脂を用いてもよい。例えば、メタアクリル系樹脂あるいはポリカーボネート系樹脂のような光学特性に優れる熱可塑性樹脂を用いれば、硬化工程を省くことができるため好適である。
【実施例】
【００３２】
以下の実施例により本発明を更に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
なお、以下の実施例では、熱硬化型樹脂を用い、成形型としてガラス板を用いた。しかし、本発明は、これに限られるものではなく、例えば、成形型として金属製の金型を用いてもよい。
【００３３】
＜実施例＞
モノマー樹脂組成物の調製：ガラス転移点９６℃のチオウレタン系樹脂として、三井化学株式会社製ＭＲ９２樹脂モノマーを用いて、熱硬化用樹脂組成物を調製した。
【００３４】
成形型の準備：一対のガラス母型表面を、酸化セリウム粒度＃２５００で３分間、鏡面に研磨した。このときの表面粗さＲｚは０．００５μmであった。次に、酸化アルミニウム砥粒＃３０００，＃６０００，＃８０００で１分間研磨し、表面を粗くした。
【００３５】
成形型の組立：上述のガラス母型を離間して配置し、両側面部に跨るように粘着テープを巻き、ガラス母型と粘着テープとでプラスチックレンズ成形用空間を形成した。
モノマーの注入・硬化：この空間に、モノマーとしてチオウレタン系樹脂組成物を注入し、ガラス母型の周囲を加熱することで、モノマーを硬化させ、プラスチックレンズ素材を得た。
【００３６】
離型・アニール：硬化後のプラスチックレンズ素材をガラス母型から取り出し、チオウレタン系樹脂のガラス転移温度よりも高温でアニールを行った。
薄膜形成：このプラスチックレンズ素材にシリカゾルを主成分としたコート膜（キズ防止用）を形成し、その上にさらにシリカ−ジルコニアの反射防止膜を成形した。
【００３７】
上述のようにして製造したガラス母型、および、プラスチックレンズについて、下記のような方法で評価を行い、表１に結果を示した。
・ガラス母型の表面粗さ：ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４に準拠して測定した。
・膜はがれ個数：製造したプラスチックレンズ１０枚の各表面にクロスハッチ試験用の線をカミソリの刃で縦横１１本づつ格子状に入れ、その後、サンシャインウェザーメーター試験機で１５０時間暴露試験を行った。その後セロテープ（登録商標）でクロスハッチ試験を行い、はがれた格子の個数を数え、平均値を算出した。
サンシャインウェザーメーター試験は、スガ試験機株式会社製のスーパーロングライフウェザーメーターを試験装置として用い、光照射及びシャワーを１５分間と、光照射のみ４５分とする、計６０分サイクルで１日あたり２０時間行った。その後、クロスハッチ試験を行った。クロスハッチ試験は、上記サンシャインウェザーメーター試験後のレンズ表面へ格子状に傷を付け、該格子の上にセロテープ（登録商標）を貼り、セロテープ（登録商標）の上を指で擦って密着性を高めたあとに、テープをはがす動作を1回行った。
【００３８】
＜比較例＞
一対のガラス母型表面を、酸化セリウム粒度＃２５００で３分間、鏡面に研磨したものを用いてプラスチックレンズを製造し、実施例と同様の評価を行った。すなわち、実施例と異なるのは、ガラス母型の表面を粗くする前の鏡面段階の型を用いた点である。
【００３９】
＜参考例＞
プラスチックレンズ自体を、酸化アルミニウム＃８０００で研磨して、実施例と同じ評価を行った。
【００４０】
＜結果＞
表１の実施例１〜３のプラスチックレンズ（ガラス母型の表面粗さがＲｚで各々２、１、０．０２μｍ）に示すように、表面に積層された薄膜の膜はがれ個数平均値はいずれも、０．８個、１．２個、１．６個と少なかった。これに対して、比較例１は、表面粗さＲｚが０・００５μｍのガラス母型を用いて得られたプラスチックレンズであるが、膜はがれ個数平均値は７２．８個と極めて多く、薄膜の密着性に劣っていることがわかる。
【００４１】
なお、参考例は、プラスチックレンズ自体の表面を粗くしたものであるが、同じ表面粗さ（ガラス母型）である実施例３と同様の結果となっており、ガラス母型の表面粗さ
と、プラスチックレンズ自体の表面粗さとが、薄膜の密着強度という点で、よい相関があることがわかる。従って、本発明により、ガラス母型の表面粗さを制御することで、プラスチックレンズ1個毎に表面を荒らした場合と同様の効果が得られることがわかる。
【００４２】
【表１】
2006267470.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明によれば、レンズ表面に積層された薄膜の密着性がよいプラスチックレンズを効率的に生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明のプラスチックレンズの製造工程図。
【図２】本発明の一対のガラス母型を示す断面図。
【図３】本発明のプラスチックレンズ成形型を示す断面図。
【図４】本発明のプラスチックレンズ成形型への樹脂注入状況を示す断面図。
【図５】本発明の成形型内の樹脂の硬化状況を示す断面図。
【図６】本発明のプラスチックレンズ素材の離型状況を示す断面図。
【図７】本発明のプラスチックレンズの断面図。
【符号の説明】
【００４５】
１０Ａ，１０Ｂ…ガラス母型、１１Ａ,１１Ｂ…転写用表面、１２…粘着テープ、１３…キャビティ、１４…注入管、１５…プラスチックレンズ素材、１６Ａ，１６Ｂ…薄膜、１００…プラスチックレンズ成形型、２００…プラスチックレンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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