(57)【要約】【課題】浸漬方式により被塗布物の表面にコーティング膜を施す際に、コーティング膜厚を均一化し、外観品質や耐久品質を向上させることが可能なコーティング方法及びコーティング装置を提供する【解決手段】従来では被塗布物の塗布面において、高い位置から低い位置にコーティング用液体が流動し、高い位置に対して低い位置の膜厚は厚くなるため、膜厚に偏りが生じていたが、コーティング用液体の流動を加味し、被塗布物の引き上げ速度を徐々に遅くすることで、結果的にコーティング膜厚を均一にすることが可能になる。【選択図】    図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被塗布物を昇降し、浸漬槽に満たされたコーティング用液体に浸漬して引き上げ、被塗布物の表面にコーティング膜を施すコーティング方法であって、前記被塗布物の引き上げ速度を、引き上げ工程の一部又は全工程において段階的及び／又は連続的に変化させることを特徴とするコーティング方法。
【請求項２】
前記被塗布物が光学用レンズであることを特徴とする請求項１記載のコーティング方法。
【請求項３】
被塗布物を昇降可能に支持する支持部と、被塗布物をコーティング用液体に浸漬する浸漬槽とを具備するコーティング装置であって、前記支持部の引き上げ速度を、引き上げ工程の一部又は全工程において段階的及び／又は連続的に変化させる制御部を備えることを特徴とするコーティング装置。
【請求項４】
前記被塗布物が光学用レンズであることを特徴とする請求項３記載のコーティング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コーティング方法及びコーティング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コーティングは、被塗布物を保護し、被塗布物に外観性能を与える方法として、また、被塗布物に高機能をもたらし、高付加価値を与える方法として、様々な産業分野に用いられている。
【０００３】
光学関連分野、例えば、プラスチックレンズ製造業においては、プラスチックレンズの表面に、プライマー加工、ハードコート加工、反射防止加工、撥水加工等のコーティング加工を単層膜又は多層膜として施し、性能、機能の向上を図ることが一般に行われている。
【０００４】
プライマー加工とは、プラスチックレンズ基材とハードコート膜との密着性向上、耐衝撃性向上等の機能を付与する加工、ハードコート加工とは、プラスチックレンズ表面の耐久性向上、反射防止膜との密着性向上等の機能を付与する加工、反射防止加工とは、プラスチックレンズの表面反射を防止する加工、撥水加工とは、プラスチックレンズ表面の撥水性、耐擦傷性、及び防汚性を付与する加工である。これらの加工は、各コーティング用液体をプラスチックレンズ表面に塗布し、その後、加熱硬化処理することにより施される。
【０００５】
これらコーティング用液体の塗布方式としては、主に浸漬方式が広く用いられている。浸漬方式とは、保持治具で保持されたプラスチックレンズを、浸漬槽に満たされたコーティング用液体に浸漬、放置した後、一定速度で引き上げてコーティング膜を形成する方法である。
【０００６】
浸漬方式において所望のコーティング膜厚を得るための方法としては、一定速度で引き上げられるプラスチックレンズの引き上げ速度を、コーティング用液体の粘度に応じて調節する方法や、コーティング用液体の固形分を調節する方法等が用いられてきた。（該当する先行技術文献は無い）。
【０００７】
【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、次のような問題があった。つまり、浸漬方式によるプラスチックレンズのコーティングは、良好な外観を得るため、プラスチックレンズ屈折面をコーティング液面に対して直角に近い状態、いわば、プラスチックレンズを縦置きの状態で引き上げるため、コーティング面に高低差が生じる。したがって、コーティング用液体の自重により、プラスチックレンズ塗布面の高い位置から低い位置に向かってコーティング用液体が流動する。しかし、保持治具で保持されたプラスチックレンズを一定の引き上げ速度で引き上げると、高い位置では膜厚が薄くなり、低い位置では膜厚が厚くなり、結果としてコーティング膜厚に偏りが生じてしまう。このように膜厚に偏りが生じると、コーティング膜の耐久品質にばらつきがでたり、プラスチックレンズのような光学部材の場合には、被塗布物とコーティング膜の屈折率差によって発生する干渉縞が目立つ。
【０００８】
これらの対策として、揮発性が高い有機溶剤を選択し、コーティング用液体の流動性を抑える方法もあるが、成膜性が悪化するため、制約される場合が多い。
また、コーティング環境の湿度を下げれば有機溶剤の乾燥性が上がり、コーティング用液体の流動を抑えることも可能であるが、除湿のための装置と電力エネルギーが必要になり、コスト的に合わない。
【０００９】
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、浸漬方式により被塗布物の表面にコーティング膜を施す際に、コーティング膜厚を均一化し、外観品質や耐久品質を向上させることが可能なコーティング方法及びコーティング装置を提供するところにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意努力を重ねた結果、浸漬方式により被塗布物の表面にコーティング膜を施す際、被塗布物の引き上げ速度を、引き上げ工程の一部又は全行程において段階的及び／又は連続的に変化させることが、コーティング膜厚を均一にする方法として有効であることを知見した。
【００１１】
つまり、従来では被塗布物の塗布面において、高い位置から低い位置にコーティング用液体が流動し、高い位置に対して低い位置の膜厚は厚くなるため、膜厚に偏りが生じていたが、コーティング用液体の流動を加味し、上述の方法により徐々に引き上げ速度を遅くすることで、結果的にコーティング膜厚を均一にすることが可能になる。
【００１２】
従って、目的を達成するために、請求項１記載の発明は、被塗布物を昇降し、浸漬槽に満たされたコーティング用液体に浸漬して引き上げ、被塗布物の表面にコーティング膜を施すコーティング方法であって、前記被塗布物の引き上げ速度を、引き上げ工程の一部又は全工程において段階的及び／又は連続的に変化させることを特徴とするコーティング方法を提供する。
【００１３】
また、請求項２記載の発明は、前記被塗布物が光学用レンズであることを特徴とする請求項１記載のコーティング方法を提供する。
【００１４】
請求項３記載の発明は、被塗布物を昇降可能に支持する支持部と、被塗布物をコーティング用液体に浸漬する浸漬槽とを具備するコーティング装置であって、前記支持部の引き上げ速度を、引き上げ工程の一部又は全工程において段階的及び／又は連続的に変化させる制御部を備えることを特徴とするコーティング装置を提供する。
【００１５】
請求項４記載の発明は、前記被塗布物が光学用レンズであることを特徴とする請求項３記載のコーティング装置を提供する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明のコーティング装置は、被塗布物を昇降し、浸漬槽に満たされたコーティング用液体に浸漬して引き上げ、被塗布物の表面にコーティングする浸漬方式によるものである。
【００１７】
本発明のコーティング装置が用いられる産業分野としては、コーティングが必要な工程を有する全ての分野に適用可能であり、例えば精密機械製造業、一般機械製造業、電気機械製造業、輸送用機械製造業、食料品製造業、繊維工業、衣服・その他繊維製品製造業、染色整理業、木材・木製品製造業、家具・装備品製造業、パルプ・紙・紙加工品製造業、出版・印刷関連産業、化学工業、石油製品・石炭製品製造業、ゴム製品製造業、皮革製品製造業、窯業、土石製品製造業、鉄鋼業、非鉄金属製造業、金属製品製造業等が挙げられる。
【００１８】
本発明における光学用レンズとしては、メガネレンズ、調光用レンズ、サングラス、カメラレンズ、望遠鏡レンズ、拡大鏡レンズ、プロジェクターレンズ、ピックアップレンズ、マイクロレンズ等が挙げられ、材質は特に限定されず、ガラス、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、チオウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、チオエポキシ系樹脂、アリルカーボネート系樹脂、アリルイタコネート系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ＡＢＳ樹脂等が挙げられる。
【００１９】
以下、本発明の実施例を、プラスチックレンズのコーティングを例に、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。
プラスチックレンズに塗布するコーティング用液体としては、プライマー用組成物、ハードコーティング用組成物、反射防止膜用組成物、及び撥水膜用組成物等が挙げられる。
【００２０】
プライマー用組成物としては、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、アクリル酸系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、アミノ系樹脂、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ビニルアルコール系樹脂、スチレン系樹脂、メラミン系樹脂およびこれらの混合物もしくは共重合体等を水又は有機溶剤で希釈したものが挙げられる。
【００２１】
また、ハードコーティング用組成物としては、メラミン樹脂系、ウレタン樹脂系、アルキッド樹脂系、アクリル樹脂系などの有機材料系、オルガノアルコキシシランあるいはその加水分解縮合物を主体としたシリコーン系、及び有機材料とシリカなどの微粒子をブレンドした有機無機ハイブリッド系などを水又は有機溶剤で希釈したものが挙げられる。
【００２２】
プライマー用組成物、ハードコーティング用組成物、反射防止膜用組成物、撥水膜用組成物等における有機溶剤としては、特に制限されず、例えばメタノール、エタノール、ＩＰＡ、ブタノール等のアルコール類、ＭＥＫ、２−ペンタノン、ＭＩＢＫ、２−ヘプタノン等のケトン類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸ｓｅｃブチル、酢酸イソペンチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸ブチル、３−メトキシブチルアセテート等のエステル類、パーフロロヘキサン、パーフロロオクタン、メタキシレンヘキサフルオライド等のフッ素系、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、イソプロピルセロソルブ、ブチルセロソルブ、１，４−ジオキサン、プロピレングリコールモノメチルエーテル等が挙げられ、１種を単独で又は２種以上を適宜混合して用いることができる。なお、セロソルブは、エチレングリコールモノアルキルエーテルの通称である。
【００２３】
図１は、浸漬方式によるコーティング装置の一例を示す図である。保持治具６で保持されたプラスチックレンズ７が浸漬槽１に浸漬されると、浸漬槽１に満たされたコーティング用液体Ｌ１は、貯液槽２及び貯液槽３にオーバーフローする構造になっている。本実施例では、貯液槽を設けることで、被塗布物が浸漬された際の液面の高さを一定にしているが、液面の高さを一定にする同様な機能が備わっていれば、貯液槽が無くてもよい。また、貯液槽２と貯液槽３はつながっており、貯液槽２に溜まったコーティング用液体Ｌ１は、傾斜によって貯液槽３に流れ込む構造になっている。貯液槽３に溜まったコーティング用液体Ｌ１は、ポンプ４によって強制的に循環され、その際、フィルター５でろ過して異物を取り除く構造になっている。また、保持治具６によって保持されたプラスチックレンズ７は、浸漬槽１のコーティング用液体Ｌ１に浸漬、暫く放置された後に引き上げられ、コーティング膜が形成される。保持治具６は、図に示さない昇降可能な支持部によって支持されており、支持部の昇降速度は、制御部８で設定することが出来る。支持部によって支持された保持治具６及びプラスチックレンズ７は、一定速度で引き上げることも、段階的に速度を変化させながら引き上げることも、連続的に速度を変化させながら引き上げることも、あるいは一定速度と段階的な速度変化と連続的な速度変化とを組み合わせることも可能であり、引き上げ速度は、膜厚に対する要求精度で決めればよい。
【００２４】
［実施例１］
図１に示すような浸漬方式によるコーティング装置を用いて、アセトンで洗浄した直径８０ｍｍ、中心部の厚み１ｍｍ、外周部の厚み５ｍｍのチオウレタン系プラスチックレンズ１に、粘度が５．０ｃｐｓのポリウレタン系プライマー用組成物を塗布した。その際、図２に示すように、引き上げ速度を連続的な速度変化と一定速度との組み合わせにした。続いて、熱風乾燥炉を用いて、８０℃で２０分間加熱した。このようにして作られたプライマーレンズ一枚あたりの膜厚分布は、狙い膜厚に対して±０．３μｍ以内に収まっており、塗りむらが無く良好な外観であった 。
【００２５】
［比較例１］
図１に示すような浸漬方式によるコーティング装置を用いて、アセトンで洗浄した直径８０ｍｍ、中心部の厚み１ｍｍ、外周部の厚み５ｍｍのチオウレタン系プラスチックレンズ１に、粘度５．０ｃｐｓのポリウレタン系プライマー用組成物を塗布した。その際、図３に示すように、引き上げ速度を一定にした。続いて、熱風乾燥炉を用いて、８０℃で２０分間加熱した。このようにして作られたプライマーレンズ一枚あたりの膜厚分布は、狙い膜厚に対して±０．５μｍであり、干渉縞が目立っていた。
【００２６】
［実施例２］
図１に示すような浸漬方式によるコーティング装置を用いて、アセトンで洗浄した直径８０ｍｍ、中心部の厚み１ｍｍ、外周部の厚み５ｍｍのチオウレタン系プラスチックレンズ１に、粘度２．３ｃｐｓのシリコーン系ハードコーティング用組成物を塗布した。その際、図４に示すように、引き上げ速度を一定速度と連続的な速度変化との組み合わせにした。続いて、熱風乾燥炉を用いて、１２０℃で６０分間加熱した。このようにして作られたハードコートレンズ一枚あたりの膜厚分布は±０．３μｍ以内に収まっており、塗りむらが無く良好な外観であった 。
【００２７】
［比較例２］
図１に示すような浸漬方式によるコーティング装置を用いて、アセトンで洗浄した直径８０ｍｍ、中心部の厚み１ｍｍ、外周部の厚み５ｍｍのチオウレタン系プラスチックレンズ１に、粘度２．３ｃｐｓのシリコーン系ハードコーティング用組成物を塗布した。その際、図５に示すように、引き上げ速度を一定にした。
続いて、熱風乾燥炉を用いて、１２０℃で６０分間加熱した。このようにして作られたプライマーレンズ一枚あたりの膜厚分布は±０．５μｍであり、干渉縞が目立っていた。
【００２８】
本発明では、プラスチックレンズに対するコーティングを例にとって説明したが、これらに限定されるものではない。
【００２９】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、浸漬方式により被塗布物の表面にコーティング膜を施す際に、コーティング膜厚を均一化し、外観品質や耐久品質を向上させることが可能なコーティング方法及びコーティング装置を提供することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】浸漬方式によるコーティング装置の一例を示す図
【図２】実施例１における引き上げ開始からの時間（秒）と引き上げ速度（ｍｍ／分）との関係を示す図
【図３】比較例１における引き上げ開始からの時間（秒）と引き上げ速度（ｍｍ／分）との関係を示す図
【図４】実施例２における引き上げ開始からの時間（秒）と引き上げ速度（ｍｍ／分）との関係を示す図
【図５】比較例２における引き上げ開始からの時間（秒）と引き上げ速度（ｍｍ／分）との関係を示す図
【符号の説明】
１…浸漬槽
２…貯液槽
３…貯液槽
４…ポンプ
５…フィルター
６…保持治具
７…プラスチックレンズ
８…制御部
Ｌ１…コーティング用液体
【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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