プラスチックレンズの製造方法およびプラスチックレンズ
【課題】複雑な工程や特殊な装置を必要とせず、光学特性に優れたプラスチックレンズを低コストで製造する方法を提供する。
【解決手段】 プラスチックレンズの製造方法は、曲面形状を有するキャビティ部１ａを備えた開放型１を準備し、液状の光硬化性または熱硬化性の樹脂をキャビティ部１ａに充填する工程と、ｂ）樹脂を硬化させて曲面形状が転写された転写面を有する樹脂成形体５を形成する工程と、ｃ）板状基材１１を準備する工程と、ｄ）光硬化性または熱硬化性の樹脂を含有する接着樹脂層１５を間に介在させて板状基材１１と樹脂成形体５の開放面とを張り合わせた後、接着樹脂層１５を硬化させることによって板状基材１１と樹脂成形体５とを一体化させてプラスチックレンズを形成する工程と、ｅ）開放型１から、プラスチックレンズを離型する工程と、を備えている。
【解決手段】 プラスチックレンズの製造方法は、曲面形状を有するキャビティ部１ａを備えた開放型１を準備し、液状の光硬化性または熱硬化性の樹脂をキャビティ部１ａに充填する工程と、ｂ）樹脂を硬化させて曲面形状が転写された転写面を有する樹脂成形体５を形成する工程と、ｃ）板状基材１１を準備する工程と、ｄ）光硬化性または熱硬化性の樹脂を含有する接着樹脂層１５を間に介在させて板状基材１１と樹脂成形体５の開放面とを張り合わせた後、接着樹脂層１５を硬化させることによって板状基材１１と樹脂成形体５とを一体化させてプラスチックレンズを形成する工程と、ｅ）開放型１から、プラスチックレンズを離型する工程と、を備えている。
【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およびこの方法によって製造されるプラスチックレンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば携帯機器用の小型カメラモジュール、コンパクト・デジタルカメラ等や、ＣＤ、ＤＶＤ用のレーザー・ピックアップモジュールには、光学部品としてプラスチックレンズが使用されている。プラスチックレンズの成形方法としては、例えば、熱可塑性樹脂を高温で溶融して型に充填したり、熱硬化性樹脂を加熱した型に充填することで成形する方法や、反応硬化性樹脂のモノマーを型に充填し、ＵＶ等の電磁波を照射する事で成形する方法、予め成形したレンズ上に光硬化性樹脂を塗布し、所望の形状に成形する方法などが知られている。しかし、これらの成形方法では、冷却や反応による固化に伴う体積の収縮により所望の形状が得られなかったり、収縮に伴う応力の発生により屈折率分布や複屈折が生じ、光学性能の低下をきたしたりする、という問題があった。このような問題に対しては、以下の様な提案がなされている。
【０００３】
特許文献１では、射出成型金型において鏡面を転写する転写面以外に開口を設け、空気圧を加えてその開口部に圧力差を作り、そこにヒケを作ることで転写面のヒケを防止する方法が提案されている。
【０００４】
また、特許文献２では、樹脂を金型内に充填した後、冷却時に金型に設けられた摺動自在なキャビティ駒を強制的に移動させて樹脂から離し、樹脂とキャビティ駒との間に空間を画成して樹脂面にヒケを生じさせることで、転写面のヒケを防止する方法が提案されている。
【０００５】
また、特許文献３では、溶融樹脂を金型のキャビティ内に充填して冷却し、樹脂が固化した後、軟化温度以上に加熱した同一の溶融樹脂をキャビティ内に補填することによって、最初に固化した樹脂の収縮により生じたヒケや反りを消失させる方法が提案されている。
【０００６】
また、特許文献４では、内部に加熱機構と冷却機構を備えた金型において、充填された樹脂をはじめに冷却し、その後、加熱機構によって軟化温度以上に加熱し、可動駒によって再圧縮することで精度の良い成形を行う方法が提案されている。
【０００７】
以上の特許文献１〜４は、熱可塑性樹脂を用いる成形の例であるが、熱硬化性樹脂やＵＶ硬化性樹脂を用いる成形に関しては以下の提案がなされている。
【０００８】
特許文献５では、レンズを成形する際に硬化収縮によるヒケを防止するために、樹脂フィルムなどの薄片材で蓋をした状態で加熱し、硬化させることにより、ヒケのない成形品を製造する方法が提案されている。
【０００９】
また、特許文献６では、非球面を形成するレンズ基材の表面に液状の活性エネルギー線硬化型樹脂を供給し、非球面型体にて型締した後、活性エネルギー線を照射して硬化させてから型を開くまでの工程を繰り返すことで、硬化収縮した容積が補填され精度の良い成形品を製造できる、との提案がなされている。
【００１０】
特許文献１〜４の方法は、転写面以外にヒケを作る面が必要であり、光線が通過しない部位にヒケを形成できる形状でなければ適用できないという問題がある。例えば、レンズのような光学部品を成形する場合に、光線が通過するレンズの中央部分にはヒケを形成できない。また、特許文献４のように、樹脂の軟化点以上で再圧縮する場合、形状により再度応力が発生してしまう可能性がある。このような問題は、熱可塑性樹脂に限らず、熱硬化性樹脂やＵＶ硬化性樹脂でも同様に生じる可能性がある。また、特許文献５の例では、薄片材で蓋をすることによって、硬化時の収縮応力が成形品であるレンズに残留し、光学特性を悪化させる恐れがある。また、特許文献３や特許文献６のように、樹脂を補填する方法では、プロセスが多重になり、その分コストが増加するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第３０３４７２１号公報
【特許文献２】特許第３５１２５９５号公報
【特許文献３】特開平１−１６０６２１号公報
【特許文献４】特開昭６１−１８２９１８号公報
【特許文献５】特開２００６−７７６５号公報
【特許文献６】特開平１−１７１９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の課題は、複雑な工程や特殊な装置を必要とせず、光学特性に優れたプラスチックレンズを低コストで製造する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明に係るプラスチックレンズの製造方法は、
ａ）曲面形状を有するキャビティ部を備えた開放型を準備し、液状の光硬化性または熱硬化性の樹脂を前記キャビティ部に充填する工程と、
ｂ）前記樹脂を硬化させて前記キャビティ部の曲面形状が転写された転写面と前記開放型によって拘束されない開放面とを有する樹脂成形体を形成する工程と、
ｃ）板状基材を準備する工程と、
ｄ）光硬化性または熱硬化性の樹脂を含有する接着樹脂層を間に介在させて、前記板状基材と前記樹脂成形体の開放面とを位置合わせした後、前記接着樹脂層を硬化させることによって前記板状基材と前記樹脂成形体とを融合一体化させてプラスチックレンズを形成する工程と、
ｅ）前記開放型から、プラスチックレンズを離型する工程と、
を備えている。
【００１４】
本発明に係るプラスチックレンズの製造方法において、前記工程ａ〜ｅを行って前記板状基材の片側に前記樹脂成形体を形成した後、さらに前記工程ａ〜ｅを行うことにより前記板状基材の反対側の面にも、さらに樹脂成形体を形成することが好ましい。
【００１５】
また、本発明に係るプラスチックレンズの製造方法において、前記工程ｄを前記板状基材の両面で同時に行うことが好ましい。
【００１６】
また、本発明に係るプラスチックレンズの製造方法において、前記工程ａにおける充填時の樹脂の粘度が１００℃以下の温度で３０００Ｐａ・ｓ以下の範囲内であり、前記工程ｄにおける硬化前の前記接着樹脂層の粘度が１００℃以下の温度で０．１Ｐａ・ｓ以上５０００Ｐａ・ｓ以下の範囲内であることが好ましい。
【００１７】
本発明に係るプラスチックレンズは、上記プラスチックレンズの製造方法により製造されてなるものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のプラスチックレンズの製造方法によれば、開放型に樹脂を充填して硬化させ、開放面に積極的にヒケを形成させた後、この開放面に接着樹脂層を介して板状基材を張り合わせ、融合一体化させて開放面に生じたヒケを解消させることによって、光学特性に優れたプラスチックレンズを製造できる。従来技術では、光学的曲面を得るために、光線が通過しない部分にヒケを作る必要があったが、本発明方法では開放面にヒケを作ることで転写面の成形精度を維持しながら、ヒケを接着樹脂層との融合によって解消させる。従って、光線の通過面であるかどうかを問わずヒケを作ることが可能であり、製品のデザインの自由度が大きいとともに、成形型の構造を極めて簡素化できる。このように、本発明方法では、光線の通過部分であるかどうかを問わず、転写面以外の面に積極的にヒケを作る工程と、ヒケを解消させる工程を備えたことによって、構造が簡素な開放型を使用することが可能になり、複雑な機構の型を必要とせず、工程も単純であり、光学特性に優れたプラスチックレンズを低コストに製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施の形態における工程ａを説明する図面である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における工程ｂを説明する図面である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における工程ｃおよび接着樹脂層の形成について説明する図面である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における工程ｄを説明する図面である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における工程ｅを説明する図面である。
【図６】プラスチックレンズの両面に樹脂成形体を形成した例を説明する図面である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における工程ｆを説明する図面である。
【図８】本発明方法により製造されるプラスチックレンズの構造を示す断面図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態における接着樹脂層の形成について説明する図面である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態における工程ｄを説明する図面である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［第１の実施の形態］
本実施の形態のプラスチックレンズの製造方法は、例えば、下記の工程ａから工程ｅ、必要に応じて工程ｆを行うことにより実施される。以下、各工程の詳細について説明する。
【００２１】
工程ａ：
まず、図１（ａ）に示したように、開放型１を準備する。開放型１は、成形するプラスチックレンズの凸曲面に対応する曲面形状をなす鏡面研磨されたキャビティ部１ａを有している。開放型１の材質は、例えば金属や、セラミックス、石英などを使用することができる。キャビティ部１ａには、必要に応じて剥離性を高めるための表面処理を施しておいてもよい。
【００２２】
そして、図１（ｂ）に示したように、開放型１のキャビティ部１ａに対し、光硬化性または熱硬化性の液状樹脂３を充填する。液状樹脂３の充填方法は問われないが、例えばノズル１０を使用してキャビティ部１ａ内に流し込めばよい。光硬化性樹脂としては、例えば紫外線硬化型エポキシ系樹脂、紫外線硬化型シリコーン系樹脂、紫外線硬化型アクリル系樹脂、紫外線硬化型ビニル系樹脂などを挙げることができる。また、熱硬化性の樹脂としては、例えば熱硬化型エポキシ系樹脂、熱硬化型シリコーン系樹脂、熱硬化型アクリル系樹脂、熱硬化型ビニル系樹脂などを挙げることができる。
【００２３】
工程ａにおいて、液状樹脂３は、十分な流動性を持ち、開放型１のキャビティ部１ａ内に隙間なく広がる必要がある。このような観点から、液状樹脂３の粘度は、１００℃以下の温度（例えば、４０℃以上１００℃以下）で３０００Ｐａ・ｓ以下となるように調整しておくことが好ましく、３００Ｐａ・ｓ以下の範囲内となるように調整しておくことがより好ましい。液状樹脂３の粘度が、１００℃以下の温度で３０００Ｐａ・ｓより大きい場合には、キャビティ部１ａの形状転写が不十分になるおそれがある。液状樹脂３の粘度は、溶媒の種類と濃度によって調節できる。なお、液状樹脂３の溶媒としては、特に制限はないが、好ましい溶媒として例えば酢酸エチル、トルエン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフランなどを挙げることができる。また、アクリル酸、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、酢酸ビニルなどの低分子ビニル系モノマー、シリコーン・モノマーなどの反応性希釈剤も使用することができる。
【００２４】
工程ｂ：
次に、図２（ａ）に示したように、開放型１のキャビティ部１ａに充填した液状樹脂３に、紫外線光源２０から紫外線を照射して硬化させ（紫外線硬化樹脂の場合）、樹脂成形体５を成形する。樹脂成形体５は、その断面形状が略半球状もしくは扇形をなし、開放型１のキャビティ部１ａの形状が転写された転写面である凸曲面５ａを有している。液状樹脂３を硬化させる際に、開放型１のキャビティ部１ａに接している部分では、硬化する樹脂がキャビティ部１ａによって拘束されるため、キャビティ部１ａの形状が精密に転写されて凸曲面５ａが成形される。それに対して、樹脂成形体５の凸曲面５ａとは反対側（裏側）の面である開放面５ｂは、硬化時に開放型１によって拘束されない自由表面となるため、硬化時の収縮によってヒケ７が生じる。本発明方法では、開放型１を使用し、開放面５ｂに積極的にヒケ７を形成させることにより、硬化時の収縮による歪を開放面５ｂで吸収し、反対側の凸曲面５ａにおけるヒケの発生を防止し、凸曲面５ａの成形精度を保つように構成した。すなわち、従来技術では、プラスチックレンズの光学的曲面を得るためには、光線が通過しない部分にヒケ７を作る必要があったが、本発明方法では開放面５ｂに積極的にヒケ７を作ることで凸曲面５ａの成形精度を維持することができる。開放面５ｂのヒケ７は、後の工程で解消させることができるため、光線の通過面であるかどうかを問わずヒケ７を作ることが可能であり、製品のデザインの自由度が大きいとともに、開放型１の構造を極めて簡素化できる。
【００２５】
なお、工程ｂで液状樹脂３が熱硬化性樹脂である場合には、例えば図２（ｂ）に示したように加熱ランプ３０による加熱処理を行って硬化させることができる。
【００２６】
工程ｃ：
工程ｃでは、板状基材１１を準備する。図３（ａ）に示したように、板状基材１１は、レンズの光軸方向に略直交する平面を持つ平板状の基部であり、その材質としては、例えばガラスや液状樹脂３と同様の樹脂材料を硬化させたものを用いることが好ましい。そして、本実施の形態では、板状基材１１の少なくとも片面に接着樹脂１３を適用し、一様な膜厚になるように展延することにより、図３（ｂ）に示したように接着樹脂層１５を形成する。接着樹脂１３には、液状樹脂３と同様の液状の光硬化性または熱硬化性の樹脂を用いることができる。接着樹脂１３を展延するための溶媒も、液状樹脂３と同様の溶媒を使用することができる。
【００２７】
接着樹脂１３を板状基材１１に適用する方法は特に制限されるものではなく、図３（ａ）では、塗布具４０を例示したが、例えば、例えばダイ塗布、滴下、スピンコート等の方法で行うことができる。板状基材１１の少なくとも片面に形成された接着樹脂層１５の膜厚は、後述する工程ｄで樹脂成形体５の開放面５ｂと接合した際に、開放面５ｂに存在するヒケ７を消失させることができる厚みであれば特に制限はないが、例えば０．０２ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲内とすることが好ましい。
【００２８】
工程ｄ：
工程ｄでは、接着樹脂層１５を間に介在させて、板状基材１１と樹脂成型体５の開放面５ｂとを位置合わせした後、接着樹脂層１５を硬化させることによって板状基材１１と樹脂成型体５とを一体化させてプラスチックレンズを形成する。まず、図４（ａ）に示したように、板状基材１１の接着樹脂層１５と、開放型１のキャビティ部１ａ内で硬化した樹脂成形体５の開放面５ｂとが、互いに対面するように位置合わせして当接させる。このとき、例えば加熱ランプ３０等を用いて接着樹脂層１５を例えば４０℃〜１５０℃の範囲内の温度まで加熱して接着樹脂層１５を軟化させておくことが好ましい。この場合、接着樹脂層１５の粘度が、例えば１００℃以下の温度（例えば、４０℃以上１００℃以下）で０．１Ｐａ・ｓ以上５０００Ｐａ・ｓ以下の範囲内になるように調整することが好ましく、１０Ｐａ・ｓ以上３０００Ｐａ・ｓ以下の範囲内になるように調整することがより好ましい。接着樹脂層１５の粘度が、１００℃以下の温度で０．１Ｐａ・ｓ未満では、液だれなどの問題が生じる場合があり、５０００Ｐａ・ｓを超えると、樹脂成形体５の開放面５ｂと接合させる際の接着性が不十分になるおそれがある。接着樹脂層１５を十分に軟化させた状態で樹脂成形体５の開放面５ｂと接合させることにより、開放面５ｂに形成されていたヒケ７が接着樹脂層１５との融合によって解消されるので、レンズとして十分な光学特性が得られる。
【００２９】
なお、接着樹脂層１５を構成する樹脂材料として、応力により流動性を生じるチキソトロピー性の材料を使用する場合には、加熱によらず、圧着時の圧力のみによって十分にヒケ７を解消できる。
【００３０】
そして、図４（ｂ）に示したように、好ましくは所定の圧力で加圧しながら紫外線光源２０から紫外線を照射することによって（紫外線硬化樹脂の場合）、接着樹脂層１５を硬化させ、板状基材１１と樹脂成形体５とを一体化させる。このときの圧力は、０．０１ＭＰａ〜１０ＭＰａの範囲内が好ましい。なお、硬化前の接着樹脂層１５が十分に軟化した状態にあれば、加圧は必ずしも必須ではなく、例えば板状基材１１の自重のみによる接合も可能である。
【００３１】
なお、接着樹脂層１５が熱硬化性樹脂で構成される場合には、図４（ｃ）に示したように、加熱ランプ３０による加熱処理を行って硬化させてもよい。
【００３２】
工程ｄは、接着樹脂層１５と樹脂成形体５との接合部分への気泡の混入を防止するため、図示しない真空チャンバ内において真空状態で行うことが好ましい。この場合、例えば１０−１Ｐａ以上１０−６Ｐａ以下の圧力条件で行うことが好ましい。
【００３３】
工程ｅ：
次に、図５に示したように、プラスチックレンズ９を開放型１から離型する。このようにして製造されるプラスチックレンズ９は、そのまま光学製品として用いることが可能であるが、必要に応じて、板状基材１１の樹脂成形体５が接合されていない側にも、さらに上記工程ａ〜工程ｅを行うことにより、別の樹脂成形体５を形成してもよい。このようにすれば、図６に示したように、板状基材１１の両側に樹脂成形体５を形成した両面凸レンズタイプのプラスチックレンズ９ａを製造することができる。
【００３４】
工程ｆ：
本発明方法では、好ましい態様として、工程ｃの後、工程ｄの前に、工程ｆとして、板状基材１１に形成した接着樹脂層１５の粘度を調整する工程を設けることができる。工程ｆでは、接着樹脂層１５の粘度を工程ｃの段階よりも高く調整する。工程ｆでは、接着樹脂層１５の粘度を、例えば１００℃以下の温度（例えば、４０℃以上１００℃以下）で０．１Ｐａ・ｓ以上５０００Ｐａ・ｓ以下の範囲内に調整することが好ましく、１０Ｐａ・ｓ以上３０００Ｐａ・ｓ以下の範囲内に調整することがより好ましい。１００℃以下の温度で接着樹脂層１５の粘度が０．１Ｐａ・ｓ未満では、液だれなどの問題が生じる場合があり、５０００Ｐａ・ｓを超えると、工程ｄで接着樹脂層１５の軟化が困難になり、樹脂成形体５の開放面５ｂと圧着させる際の接着性が不十分になるおそれがある。
【００３５】
工程ｆで接着樹脂層１５の粘度を上記範囲内に調整する方法の一例として、接着樹脂層１５を構成する光硬化性樹脂または熱硬化性樹脂を半硬化状態（いわゆるＢステージ）にすることが挙げられる。この場合、図７（ａ）に示したように、例えば、紫外線光源２０から紫外線を照射するか、同図（ｂ）に示したように、加熱ランプ３０による加熱処理を行って、接着樹脂層１５を構成する光硬化性または熱硬化性の樹脂を半硬化状態にすることが可能である。
【００３６】
また、工程ｆで、接着樹脂層１５の粘度を調整する方法の別の例として、接着樹脂層１５中の溶媒濃度によって、粘度を上記範囲内に調整することも可能である。例えば、接着樹脂層１５を乾燥させることにより、工程ｃの段階よりも粘度を上昇させることが可能になる。
【００３７】
さらに、板状基材１１に塗布する接着樹脂１３に予めゲル化剤を配合しておくことにより、接着樹脂層１５を所望の粘度に調節することも可能である。
【００３８】
工程ｆで接着樹脂層１５の粘度を上記範囲に調整しておくことにより、工程ｄにおける液だれなどを防止することができてハンドリング性が向上するとともに、工程ｄで樹脂成形体５との接合時における接着樹脂層１５の加熱および／または加圧による再粘度調整（この場合は軟化）の度合いを管理しやすくなる。
【００３９】
図８は、上記工程ａ〜ｅ（必要に応じ、工程ｆを含む）によって製造されたプラスチックレンズ９の拡大断面図である。プラスチックレンズ９は、以上の工程を経ることにより、板状基材１１と、接着樹脂層１５が硬化した接着樹脂硬化層１７と、樹脂成形体５とを備えたハイブリッドレンズである。ここで、板状基材１１の屈折率をＤＡ、接着樹脂硬化層１７の屈折率をＤＢ、樹脂成形体５の屈折率をＤＣとした場合、ＤＡとＤＢとＤＣとがすべて異なる値であってもよいが、プラスチックレンズ９の光学特性上、少なくともＤＢとＤＣは同じであることが好ましく、ＤＡとＤＢとＤＣとがすべて同じ値であることが、望ましい。図６に示したプラスチックレンズ９ａについても同様である。
【００４０】
凸型のプラスチックレンズ９，９ａにおける片側１つの樹脂成形体５の最も厚い部位（中央部）の厚みは、板状基材１１と接着樹脂硬化層１７と樹脂成形体５との合計の厚みの３％以上〜９６％以下の範囲内とすることができる。一般に、成形体の厚みが大きいほど、硬化成形時にヒケが生じやすくなる。そのため、従来のハイブリッドレンズは、例えば球面ガラスの表面に、極薄い非球面プラスチック層を形成した構造が一般的であったのに対し、本発明方法では、工程途中でヒケ７を完全に解消できるので、樹脂成形体５の厚み比率を自由に調整可能であり、例えば上記範囲の上限値まで拡大することも容易である。そして、本発明方法では、レンズの曲面部分の全部もしくは大部分を占める樹脂成形体５を簡易な工程で形成できるとともに、大量加工が容易な平板の板状基材１１をレンズの基部として使用することも可能であり、工業性・量産性に優れている。
【００４１】
以上のように、本発明方法では、光線の通過部位であるレンズの中心部にもヒケ７を作ることができるため、製品のデザインの自由度が大きい。また、開放型１を使用することが可能なため、複雑な機構の型を必要とせず、工程も単純である。従って、光学特性に優れたプラスチックレンズ９，９ａを低コストで製造できるメリットがあり、工業上の価値が高いものである。
【００４２】
なお、本実施の形態においては、工程ａおよび工程ｂと、工程ｃ（および任意の工程ｆ）とは同時並行で行ってもよいし、工程ａおよび工程ｂより先に、工程ｃ（および工程ｆ）を行ってもよい。
【００４３】
また、工程ｃで、板状基材１１の両面に接着樹脂層１５を形成し、必要に応じ工程ｆを両側の接着樹脂層１５について行った後、上記工程ｄおよび工程ｅを板状基材１１の両面で同時に行ってもよい。
【００４４】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態に係るプラスチックレンズの製造方法は、第１の実施の形態とほぼ同様の工程手順で実施されるので、以下の説明では第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００４５】
まず、本実施の形態において、工程ａおよび工程ｂは第１の実施の形態と同様に実施する。次に、工程ｃにおいて、板状基材１１を準備する。ここで、第１の実施の形態では、板状基材１１の片面に接着樹脂層１５を形成したが、本実施の形態では、板状基材１１ではなく、樹脂成形体５の開放面５ｂに接着樹脂１３を適用して接着樹脂層１５を形成する工程を設ける。すなわち、図９（ａ）に示したように、塗布具４０を用いて樹脂成形体５の開放面５ｂに接着樹脂１３を適用し、一様な膜厚になるように展延する。接着樹脂１３としては、第１の実施の形態と同様のものを使用できる。また、接着樹脂１３を樹脂成型体５の開放面５ｂに適用する方法も特に制限されるものではなく、第１の実施の形態と同様に種々の方法で行うことができる。そして、図９（ｂ）に示したように、樹脂成型体５の開放面５ｂに接着樹脂層１５を形成する。接着樹脂層１５の膜厚は、第１の実施の形態と同様に、開放面５ｂに存在するヒケ７を消失させることができる厚みであれば特に制限はないが、例えば０．０２ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲内とすることが好ましい。
【００４６】
以降の工程ｄおよび工程ｅは、工程ｄにおいて接着樹脂層１５が樹脂成型体５の側に形成されている点を除き、第１の実施の形態と同様に行うことによって、プラスチックレンズ９，９ａを製造できる。また、必要に応じて工程ｆと同様の工程を、樹脂成形体５上の接着樹脂層１５について行うことができる。
【００４７】
本実施の形態では、樹脂成形体５の開放面５ｂに接着樹脂層１５を形成するので、板状基材１１の側には接着樹脂層１５を形成する必要はないが、第１の実施の形態と同様に、板状基材１１の側にも、接着樹脂層１５を形成しておくことが可能である。
【００４８】
本実施の形態における他の構成および効果は、第１の実施の形態と同様である。
【００４９】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。本実施の形態に係るプラスチックレンズの製造方法は、第１の実施の形態とほぼ同様の工程手順で実施されるので、以下の説明では第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００５０】
まず、本実施の形態において、工程ａおよび工程ｂは第１の実施の形態と同様に実施する。次に、工程ｃにおいて、板状基材１１を準備する。ここで、第１の実施の形態では、板状基材１１の片面に接着樹脂層１５を形成したが、本実施の形態では、板状基材１１とは別に、例えば光硬化性または熱硬化性の樹脂を含有する接着樹脂フィルム１５ａを準備しておく。接着樹脂フィルム１５ａは例えばＢステージ状態の樹脂によって構成されていることが好ましいが、未硬化の樹脂フィルムを準備しておき、Ｂステージ状態とするための工程を別途設けてもよい。
【００５１】
そして、次の工程ｄでは、図１０（ａ）に示したように、接着樹脂層としての接着樹脂フィルム１５ａを樹脂成形体５と板状基材１１との間に介在させた状態で接合する。この際、例えば加熱ランプ３０等を用いて接着樹脂フィルム１５ａを例えば４０℃〜１５０℃の範囲内の温度まで加熱し、接着樹脂フィルム１５ａの粘度を第１の実施の形態の工程ｄにおける接着樹脂層１５と同様の範囲に調整することが好ましい。そして、図１０（ｂ）に示したように、好ましくは所定の圧力で加圧しながら紫外線照射または加熱処理によって接着樹脂フィルム１５ａを硬化させ、板状基材１１と樹脂成形体５とを一体化させる。この際の条件は、第１の実施の形態と同様に実施できる。なお、図１０（ａ）、（ｂ）では、紫外線光源２０、加熱ランプ３０は図示を省略した。
【００５２】
次に、工程ｅは、第１の実施の形態と同様に行うことによって、プラスチックレンズ９，９ａを製造できる。
【００５３】
本実施の形態では、接着樹脂フィルム１５ａを使用するが、第１の実施の形態と同様に、板状基材１１の側に接着樹脂層１５を別途形成しておくことも可能であり、第２の実施の形態と同様に、樹脂成型体５の開放面５ｂに接着樹脂層１５を別途形成しておくことも可能である。
【００５４】
本実施の形態では、接着樹脂フィルム１５ａを使用することにより、接着樹脂１３の塗布工程を省略することができる。従って、塗布工程で液だれが発生する心配もなく、塗布膜の厚みの調整も不要であることから、簡易に実施できる。また、接着樹脂フィルム１５ａの厚みを調整しておくことにより、接着樹脂硬化層１７の厚みを自由に調整可能であるという利点がある。なお、本実施の形態で使用する接着樹脂フィルム１５ａの厚みは、第１の実施の形態と同様に、開放面５ｂに存在するヒケ７を消失させることができる厚みであれば特に制限はないが、例えば０．０２ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲内とすることが好ましい。
【００５５】
本実施の形態における他の構成および効果は、第１の実施および第２の実施の形態と同様である。
【００５６】
以上、本発明の実施の形態を述べたが、本発明は上記実施の形態に制約されることはなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、凸曲面５ａを有する凸レンズを例に挙げて本発明を説明したが、凹レンズやメニスカスレンズの成形にも本発明方法を適用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１…開放型、１ａ…キャビティ部、３…液状樹脂、５…樹脂成形体、５ａ…凸曲面、５ｂ…開放面、１１…板状基材、１３…接着樹脂、１５…接着樹脂層、１５ａ…接着樹脂フィルム、１７…接着樹脂硬化層、２０…紫外線光源、３０…加熱ランプ、４０…塗布具
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチックレンズの製造方法およびこの方法によって製造されるプラスチックレンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば携帯機器用の小型カメラモジュール、コンパクト・デジタルカメラ等や、ＣＤ、ＤＶＤ用のレーザー・ピックアップモジュールには、光学部品としてプラスチックレンズが使用されている。プラスチックレンズの成形方法としては、例えば、熱可塑性樹脂を高温で溶融して型に充填したり、熱硬化性樹脂を加熱した型に充填することで成形する方法や、反応硬化性樹脂のモノマーを型に充填し、ＵＶ等の電磁波を照射する事で成形する方法、予め成形したレンズ上に光硬化性樹脂を塗布し、所望の形状に成形する方法などが知られている。しかし、これらの成形方法では、冷却や反応による固化に伴う体積の収縮により所望の形状が得られなかったり、収縮に伴う応力の発生により屈折率分布や複屈折が生じ、光学性能の低下をきたしたりする、という問題があった。このような問題に対しては、以下の様な提案がなされている。
【０００３】
特許文献１では、射出成型金型において鏡面を転写する転写面以外に開口を設け、空気圧を加えてその開口部に圧力差を作り、そこにヒケを作ることで転写面のヒケを防止する方法が提案されている。
【０００４】
また、特許文献２では、樹脂を金型内に充填した後、冷却時に金型に設けられた摺動自在なキャビティ駒を強制的に移動させて樹脂から離し、樹脂とキャビティ駒との間に空間を画成して樹脂面にヒケを生じさせることで、転写面のヒケを防止する方法が提案されている。
【０００５】
また、特許文献３では、溶融樹脂を金型のキャビティ内に充填して冷却し、樹脂が固化した後、軟化温度以上に加熱した同一の溶融樹脂をキャビティ内に補填することによって、最初に固化した樹脂の収縮により生じたヒケや反りを消失させる方法が提案されている。
【０００６】
また、特許文献４では、内部に加熱機構と冷却機構を備えた金型において、充填された樹脂をはじめに冷却し、その後、加熱機構によって軟化温度以上に加熱し、可動駒によって再圧縮することで精度の良い成形を行う方法が提案されている。
【０００７】
以上の特許文献１〜４は、熱可塑性樹脂を用いる成形の例であるが、熱硬化性樹脂やＵＶ硬化性樹脂を用いる成形に関しては以下の提案がなされている。
【０００８】
特許文献５では、レンズを成形する際に硬化収縮によるヒケを防止するために、樹脂フィルムなどの薄片材で蓋をした状態で加熱し、硬化させることにより、ヒケのない成形品を製造する方法が提案されている。
【０００９】
また、特許文献６では、非球面を形成するレンズ基材の表面に液状の活性エネルギー線硬化型樹脂を供給し、非球面型体にて型締した後、活性エネルギー線を照射して硬化させてから型を開くまでの工程を繰り返すことで、硬化収縮した容積が補填され精度の良い成形品を製造できる、との提案がなされている。
【００１０】
特許文献１〜４の方法は、転写面以外にヒケを作る面が必要であり、光線が通過しない部位にヒケを形成できる形状でなければ適用できないという問題がある。例えば、レンズのような光学部品を成形する場合に、光線が通過するレンズの中央部分にはヒケを形成できない。また、特許文献４のように、樹脂の軟化点以上で再圧縮する場合、形状により再度応力が発生してしまう可能性がある。このような問題は、熱可塑性樹脂に限らず、熱硬化性樹脂やＵＶ硬化性樹脂でも同様に生じる可能性がある。また、特許文献５の例では、薄片材で蓋をすることによって、硬化時の収縮応力が成形品であるレンズに残留し、光学特性を悪化させる恐れがある。また、特許文献３や特許文献６のように、樹脂を補填する方法では、プロセスが多重になり、その分コストが増加するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第３０３４７２１号公報
【特許文献２】特許第３５１２５９５号公報
【特許文献３】特開平１−１６０６２１号公報
【特許文献４】特開昭６１−１８２９１８号公報
【特許文献５】特開２００６−７７６５号公報
【特許文献６】特開平１−１７１９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の課題は、複雑な工程や特殊な装置を必要とせず、光学特性に優れたプラスチックレンズを低コストで製造する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明に係るプラスチックレンズの製造方法は、
ａ）曲面形状を有するキャビティ部を備えた開放型を準備し、液状の光硬化性または熱硬化性の樹脂を前記キャビティ部に充填する工程と、
ｂ）前記樹脂を硬化させて前記キャビティ部の曲面形状が転写された転写面と前記開放型によって拘束されない開放面とを有する樹脂成形体を形成する工程と、
ｃ）板状基材を準備する工程と、
ｄ）光硬化性または熱硬化性の樹脂を含有する接着樹脂層を間に介在させて、前記板状基材と前記樹脂成形体の開放面とを位置合わせした後、前記接着樹脂層を硬化させることによって前記板状基材と前記樹脂成形体とを融合一体化させてプラスチックレンズを形成する工程と、
ｅ）前記開放型から、プラスチックレンズを離型する工程と、
を備えている。
【００１４】
本発明に係るプラスチックレンズの製造方法において、前記工程ａ〜ｅを行って前記板状基材の片側に前記樹脂成形体を形成した後、さらに前記工程ａ〜ｅを行うことにより前記板状基材の反対側の面にも、さらに樹脂成形体を形成することが好ましい。
【００１５】
また、本発明に係るプラスチックレンズの製造方法において、前記工程ｄを前記板状基材の両面で同時に行うことが好ましい。
【００１６】
また、本発明に係るプラスチックレンズの製造方法において、前記工程ａにおける充填時の樹脂の粘度が１００℃以下の温度で３０００Ｐａ・ｓ以下の範囲内であり、前記工程ｄにおける硬化前の前記接着樹脂層の粘度が１００℃以下の温度で０．１Ｐａ・ｓ以上５０００Ｐａ・ｓ以下の範囲内であることが好ましい。
【００１７】
本発明に係るプラスチックレンズは、上記プラスチックレンズの製造方法により製造されてなるものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のプラスチックレンズの製造方法によれば、開放型に樹脂を充填して硬化させ、開放面に積極的にヒケを形成させた後、この開放面に接着樹脂層を介して板状基材を張り合わせ、融合一体化させて開放面に生じたヒケを解消させることによって、光学特性に優れたプラスチックレンズを製造できる。従来技術では、光学的曲面を得るために、光線が通過しない部分にヒケを作る必要があったが、本発明方法では開放面にヒケを作ることで転写面の成形精度を維持しながら、ヒケを接着樹脂層との融合によって解消させる。従って、光線の通過面であるかどうかを問わずヒケを作ることが可能であり、製品のデザインの自由度が大きいとともに、成形型の構造を極めて簡素化できる。このように、本発明方法では、光線の通過部分であるかどうかを問わず、転写面以外の面に積極的にヒケを作る工程と、ヒケを解消させる工程を備えたことによって、構造が簡素な開放型を使用することが可能になり、複雑な機構の型を必要とせず、工程も単純であり、光学特性に優れたプラスチックレンズを低コストに製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施の形態における工程ａを説明する図面である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における工程ｂを説明する図面である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における工程ｃおよび接着樹脂層の形成について説明する図面である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における工程ｄを説明する図面である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における工程ｅを説明する図面である。
【図６】プラスチックレンズの両面に樹脂成形体を形成した例を説明する図面である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における工程ｆを説明する図面である。
【図８】本発明方法により製造されるプラスチックレンズの構造を示す断面図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態における接着樹脂層の形成について説明する図面である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態における工程ｄを説明する図面である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［第１の実施の形態］
本実施の形態のプラスチックレンズの製造方法は、例えば、下記の工程ａから工程ｅ、必要に応じて工程ｆを行うことにより実施される。以下、各工程の詳細について説明する。
【００２１】
工程ａ：
まず、図１（ａ）に示したように、開放型１を準備する。開放型１は、成形するプラスチックレンズの凸曲面に対応する曲面形状をなす鏡面研磨されたキャビティ部１ａを有している。開放型１の材質は、例えば金属や、セラミックス、石英などを使用することができる。キャビティ部１ａには、必要に応じて剥離性を高めるための表面処理を施しておいてもよい。
【００２２】
そして、図１（ｂ）に示したように、開放型１のキャビティ部１ａに対し、光硬化性または熱硬化性の液状樹脂３を充填する。液状樹脂３の充填方法は問われないが、例えばノズル１０を使用してキャビティ部１ａ内に流し込めばよい。光硬化性樹脂としては、例えば紫外線硬化型エポキシ系樹脂、紫外線硬化型シリコーン系樹脂、紫外線硬化型アクリル系樹脂、紫外線硬化型ビニル系樹脂などを挙げることができる。また、熱硬化性の樹脂としては、例えば熱硬化型エポキシ系樹脂、熱硬化型シリコーン系樹脂、熱硬化型アクリル系樹脂、熱硬化型ビニル系樹脂などを挙げることができる。
【００２３】
工程ａにおいて、液状樹脂３は、十分な流動性を持ち、開放型１のキャビティ部１ａ内に隙間なく広がる必要がある。このような観点から、液状樹脂３の粘度は、１００℃以下の温度（例えば、４０℃以上１００℃以下）で３０００Ｐａ・ｓ以下となるように調整しておくことが好ましく、３００Ｐａ・ｓ以下の範囲内となるように調整しておくことがより好ましい。液状樹脂３の粘度が、１００℃以下の温度で３０００Ｐａ・ｓより大きい場合には、キャビティ部１ａの形状転写が不十分になるおそれがある。液状樹脂３の粘度は、溶媒の種類と濃度によって調節できる。なお、液状樹脂３の溶媒としては、特に制限はないが、好ましい溶媒として例えば酢酸エチル、トルエン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフランなどを挙げることができる。また、アクリル酸、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、酢酸ビニルなどの低分子ビニル系モノマー、シリコーン・モノマーなどの反応性希釈剤も使用することができる。
【００２４】
工程ｂ：
次に、図２（ａ）に示したように、開放型１のキャビティ部１ａに充填した液状樹脂３に、紫外線光源２０から紫外線を照射して硬化させ（紫外線硬化樹脂の場合）、樹脂成形体５を成形する。樹脂成形体５は、その断面形状が略半球状もしくは扇形をなし、開放型１のキャビティ部１ａの形状が転写された転写面である凸曲面５ａを有している。液状樹脂３を硬化させる際に、開放型１のキャビティ部１ａに接している部分では、硬化する樹脂がキャビティ部１ａによって拘束されるため、キャビティ部１ａの形状が精密に転写されて凸曲面５ａが成形される。それに対して、樹脂成形体５の凸曲面５ａとは反対側（裏側）の面である開放面５ｂは、硬化時に開放型１によって拘束されない自由表面となるため、硬化時の収縮によってヒケ７が生じる。本発明方法では、開放型１を使用し、開放面５ｂに積極的にヒケ７を形成させることにより、硬化時の収縮による歪を開放面５ｂで吸収し、反対側の凸曲面５ａにおけるヒケの発生を防止し、凸曲面５ａの成形精度を保つように構成した。すなわち、従来技術では、プラスチックレンズの光学的曲面を得るためには、光線が通過しない部分にヒケ７を作る必要があったが、本発明方法では開放面５ｂに積極的にヒケ７を作ることで凸曲面５ａの成形精度を維持することができる。開放面５ｂのヒケ７は、後の工程で解消させることができるため、光線の通過面であるかどうかを問わずヒケ７を作ることが可能であり、製品のデザインの自由度が大きいとともに、開放型１の構造を極めて簡素化できる。
【００２５】
なお、工程ｂで液状樹脂３が熱硬化性樹脂である場合には、例えば図２（ｂ）に示したように加熱ランプ３０による加熱処理を行って硬化させることができる。
【００２６】
工程ｃ：
工程ｃでは、板状基材１１を準備する。図３（ａ）に示したように、板状基材１１は、レンズの光軸方向に略直交する平面を持つ平板状の基部であり、その材質としては、例えばガラスや液状樹脂３と同様の樹脂材料を硬化させたものを用いることが好ましい。そして、本実施の形態では、板状基材１１の少なくとも片面に接着樹脂１３を適用し、一様な膜厚になるように展延することにより、図３（ｂ）に示したように接着樹脂層１５を形成する。接着樹脂１３には、液状樹脂３と同様の液状の光硬化性または熱硬化性の樹脂を用いることができる。接着樹脂１３を展延するための溶媒も、液状樹脂３と同様の溶媒を使用することができる。
【００２７】
接着樹脂１３を板状基材１１に適用する方法は特に制限されるものではなく、図３（ａ）では、塗布具４０を例示したが、例えば、例えばダイ塗布、滴下、スピンコート等の方法で行うことができる。板状基材１１の少なくとも片面に形成された接着樹脂層１５の膜厚は、後述する工程ｄで樹脂成形体５の開放面５ｂと接合した際に、開放面５ｂに存在するヒケ７を消失させることができる厚みであれば特に制限はないが、例えば０．０２ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲内とすることが好ましい。
【００２８】
工程ｄ：
工程ｄでは、接着樹脂層１５を間に介在させて、板状基材１１と樹脂成型体５の開放面５ｂとを位置合わせした後、接着樹脂層１５を硬化させることによって板状基材１１と樹脂成型体５とを一体化させてプラスチックレンズを形成する。まず、図４（ａ）に示したように、板状基材１１の接着樹脂層１５と、開放型１のキャビティ部１ａ内で硬化した樹脂成形体５の開放面５ｂとが、互いに対面するように位置合わせして当接させる。このとき、例えば加熱ランプ３０等を用いて接着樹脂層１５を例えば４０℃〜１５０℃の範囲内の温度まで加熱して接着樹脂層１５を軟化させておくことが好ましい。この場合、接着樹脂層１５の粘度が、例えば１００℃以下の温度（例えば、４０℃以上１００℃以下）で０．１Ｐａ・ｓ以上５０００Ｐａ・ｓ以下の範囲内になるように調整することが好ましく、１０Ｐａ・ｓ以上３０００Ｐａ・ｓ以下の範囲内になるように調整することがより好ましい。接着樹脂層１５の粘度が、１００℃以下の温度で０．１Ｐａ・ｓ未満では、液だれなどの問題が生じる場合があり、５０００Ｐａ・ｓを超えると、樹脂成形体５の開放面５ｂと接合させる際の接着性が不十分になるおそれがある。接着樹脂層１５を十分に軟化させた状態で樹脂成形体５の開放面５ｂと接合させることにより、開放面５ｂに形成されていたヒケ７が接着樹脂層１５との融合によって解消されるので、レンズとして十分な光学特性が得られる。
【００２９】
なお、接着樹脂層１５を構成する樹脂材料として、応力により流動性を生じるチキソトロピー性の材料を使用する場合には、加熱によらず、圧着時の圧力のみによって十分にヒケ７を解消できる。
【００３０】
そして、図４（ｂ）に示したように、好ましくは所定の圧力で加圧しながら紫外線光源２０から紫外線を照射することによって（紫外線硬化樹脂の場合）、接着樹脂層１５を硬化させ、板状基材１１と樹脂成形体５とを一体化させる。このときの圧力は、０．０１ＭＰａ〜１０ＭＰａの範囲内が好ましい。なお、硬化前の接着樹脂層１５が十分に軟化した状態にあれば、加圧は必ずしも必須ではなく、例えば板状基材１１の自重のみによる接合も可能である。
【００３１】
なお、接着樹脂層１５が熱硬化性樹脂で構成される場合には、図４（ｃ）に示したように、加熱ランプ３０による加熱処理を行って硬化させてもよい。
【００３２】
工程ｄは、接着樹脂層１５と樹脂成形体５との接合部分への気泡の混入を防止するため、図示しない真空チャンバ内において真空状態で行うことが好ましい。この場合、例えば１０−１Ｐａ以上１０−６Ｐａ以下の圧力条件で行うことが好ましい。
【００３３】
工程ｅ：
次に、図５に示したように、プラスチックレンズ９を開放型１から離型する。このようにして製造されるプラスチックレンズ９は、そのまま光学製品として用いることが可能であるが、必要に応じて、板状基材１１の樹脂成形体５が接合されていない側にも、さらに上記工程ａ〜工程ｅを行うことにより、別の樹脂成形体５を形成してもよい。このようにすれば、図６に示したように、板状基材１１の両側に樹脂成形体５を形成した両面凸レンズタイプのプラスチックレンズ９ａを製造することができる。
【００３４】
工程ｆ：
本発明方法では、好ましい態様として、工程ｃの後、工程ｄの前に、工程ｆとして、板状基材１１に形成した接着樹脂層１５の粘度を調整する工程を設けることができる。工程ｆでは、接着樹脂層１５の粘度を工程ｃの段階よりも高く調整する。工程ｆでは、接着樹脂層１５の粘度を、例えば１００℃以下の温度（例えば、４０℃以上１００℃以下）で０．１Ｐａ・ｓ以上５０００Ｐａ・ｓ以下の範囲内に調整することが好ましく、１０Ｐａ・ｓ以上３０００Ｐａ・ｓ以下の範囲内に調整することがより好ましい。１００℃以下の温度で接着樹脂層１５の粘度が０．１Ｐａ・ｓ未満では、液だれなどの問題が生じる場合があり、５０００Ｐａ・ｓを超えると、工程ｄで接着樹脂層１５の軟化が困難になり、樹脂成形体５の開放面５ｂと圧着させる際の接着性が不十分になるおそれがある。
【００３５】
工程ｆで接着樹脂層１５の粘度を上記範囲内に調整する方法の一例として、接着樹脂層１５を構成する光硬化性樹脂または熱硬化性樹脂を半硬化状態（いわゆるＢステージ）にすることが挙げられる。この場合、図７（ａ）に示したように、例えば、紫外線光源２０から紫外線を照射するか、同図（ｂ）に示したように、加熱ランプ３０による加熱処理を行って、接着樹脂層１５を構成する光硬化性または熱硬化性の樹脂を半硬化状態にすることが可能である。
【００３６】
また、工程ｆで、接着樹脂層１５の粘度を調整する方法の別の例として、接着樹脂層１５中の溶媒濃度によって、粘度を上記範囲内に調整することも可能である。例えば、接着樹脂層１５を乾燥させることにより、工程ｃの段階よりも粘度を上昇させることが可能になる。
【００３７】
さらに、板状基材１１に塗布する接着樹脂１３に予めゲル化剤を配合しておくことにより、接着樹脂層１５を所望の粘度に調節することも可能である。
【００３８】
工程ｆで接着樹脂層１５の粘度を上記範囲に調整しておくことにより、工程ｄにおける液だれなどを防止することができてハンドリング性が向上するとともに、工程ｄで樹脂成形体５との接合時における接着樹脂層１５の加熱および／または加圧による再粘度調整（この場合は軟化）の度合いを管理しやすくなる。
【００３９】
図８は、上記工程ａ〜ｅ（必要に応じ、工程ｆを含む）によって製造されたプラスチックレンズ９の拡大断面図である。プラスチックレンズ９は、以上の工程を経ることにより、板状基材１１と、接着樹脂層１５が硬化した接着樹脂硬化層１７と、樹脂成形体５とを備えたハイブリッドレンズである。ここで、板状基材１１の屈折率をＤＡ、接着樹脂硬化層１７の屈折率をＤＢ、樹脂成形体５の屈折率をＤＣとした場合、ＤＡとＤＢとＤＣとがすべて異なる値であってもよいが、プラスチックレンズ９の光学特性上、少なくともＤＢとＤＣは同じであることが好ましく、ＤＡとＤＢとＤＣとがすべて同じ値であることが、望ましい。図６に示したプラスチックレンズ９ａについても同様である。
【００４０】
凸型のプラスチックレンズ９，９ａにおける片側１つの樹脂成形体５の最も厚い部位（中央部）の厚みは、板状基材１１と接着樹脂硬化層１７と樹脂成形体５との合計の厚みの３％以上〜９６％以下の範囲内とすることができる。一般に、成形体の厚みが大きいほど、硬化成形時にヒケが生じやすくなる。そのため、従来のハイブリッドレンズは、例えば球面ガラスの表面に、極薄い非球面プラスチック層を形成した構造が一般的であったのに対し、本発明方法では、工程途中でヒケ７を完全に解消できるので、樹脂成形体５の厚み比率を自由に調整可能であり、例えば上記範囲の上限値まで拡大することも容易である。そして、本発明方法では、レンズの曲面部分の全部もしくは大部分を占める樹脂成形体５を簡易な工程で形成できるとともに、大量加工が容易な平板の板状基材１１をレンズの基部として使用することも可能であり、工業性・量産性に優れている。
【００４１】
以上のように、本発明方法では、光線の通過部位であるレンズの中心部にもヒケ７を作ることができるため、製品のデザインの自由度が大きい。また、開放型１を使用することが可能なため、複雑な機構の型を必要とせず、工程も単純である。従って、光学特性に優れたプラスチックレンズ９，９ａを低コストで製造できるメリットがあり、工業上の価値が高いものである。
【００４２】
なお、本実施の形態においては、工程ａおよび工程ｂと、工程ｃ（および任意の工程ｆ）とは同時並行で行ってもよいし、工程ａおよび工程ｂより先に、工程ｃ（および工程ｆ）を行ってもよい。
【００４３】
また、工程ｃで、板状基材１１の両面に接着樹脂層１５を形成し、必要に応じ工程ｆを両側の接着樹脂層１５について行った後、上記工程ｄおよび工程ｅを板状基材１１の両面で同時に行ってもよい。
【００４４】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態に係るプラスチックレンズの製造方法は、第１の実施の形態とほぼ同様の工程手順で実施されるので、以下の説明では第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００４５】
まず、本実施の形態において、工程ａおよび工程ｂは第１の実施の形態と同様に実施する。次に、工程ｃにおいて、板状基材１１を準備する。ここで、第１の実施の形態では、板状基材１１の片面に接着樹脂層１５を形成したが、本実施の形態では、板状基材１１ではなく、樹脂成形体５の開放面５ｂに接着樹脂１３を適用して接着樹脂層１５を形成する工程を設ける。すなわち、図９（ａ）に示したように、塗布具４０を用いて樹脂成形体５の開放面５ｂに接着樹脂１３を適用し、一様な膜厚になるように展延する。接着樹脂１３としては、第１の実施の形態と同様のものを使用できる。また、接着樹脂１３を樹脂成型体５の開放面５ｂに適用する方法も特に制限されるものではなく、第１の実施の形態と同様に種々の方法で行うことができる。そして、図９（ｂ）に示したように、樹脂成型体５の開放面５ｂに接着樹脂層１５を形成する。接着樹脂層１５の膜厚は、第１の実施の形態と同様に、開放面５ｂに存在するヒケ７を消失させることができる厚みであれば特に制限はないが、例えば０．０２ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲内とすることが好ましい。
【００４６】
以降の工程ｄおよび工程ｅは、工程ｄにおいて接着樹脂層１５が樹脂成型体５の側に形成されている点を除き、第１の実施の形態と同様に行うことによって、プラスチックレンズ９，９ａを製造できる。また、必要に応じて工程ｆと同様の工程を、樹脂成形体５上の接着樹脂層１５について行うことができる。
【００４７】
本実施の形態では、樹脂成形体５の開放面５ｂに接着樹脂層１５を形成するので、板状基材１１の側には接着樹脂層１５を形成する必要はないが、第１の実施の形態と同様に、板状基材１１の側にも、接着樹脂層１５を形成しておくことが可能である。
【００４８】
本実施の形態における他の構成および効果は、第１の実施の形態と同様である。
【００４９】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。本実施の形態に係るプラスチックレンズの製造方法は、第１の実施の形態とほぼ同様の工程手順で実施されるので、以下の説明では第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００５０】
まず、本実施の形態において、工程ａおよび工程ｂは第１の実施の形態と同様に実施する。次に、工程ｃにおいて、板状基材１１を準備する。ここで、第１の実施の形態では、板状基材１１の片面に接着樹脂層１５を形成したが、本実施の形態では、板状基材１１とは別に、例えば光硬化性または熱硬化性の樹脂を含有する接着樹脂フィルム１５ａを準備しておく。接着樹脂フィルム１５ａは例えばＢステージ状態の樹脂によって構成されていることが好ましいが、未硬化の樹脂フィルムを準備しておき、Ｂステージ状態とするための工程を別途設けてもよい。
【００５１】
そして、次の工程ｄでは、図１０（ａ）に示したように、接着樹脂層としての接着樹脂フィルム１５ａを樹脂成形体５と板状基材１１との間に介在させた状態で接合する。この際、例えば加熱ランプ３０等を用いて接着樹脂フィルム１５ａを例えば４０℃〜１５０℃の範囲内の温度まで加熱し、接着樹脂フィルム１５ａの粘度を第１の実施の形態の工程ｄにおける接着樹脂層１５と同様の範囲に調整することが好ましい。そして、図１０（ｂ）に示したように、好ましくは所定の圧力で加圧しながら紫外線照射または加熱処理によって接着樹脂フィルム１５ａを硬化させ、板状基材１１と樹脂成形体５とを一体化させる。この際の条件は、第１の実施の形態と同様に実施できる。なお、図１０（ａ）、（ｂ）では、紫外線光源２０、加熱ランプ３０は図示を省略した。
【００５２】
次に、工程ｅは、第１の実施の形態と同様に行うことによって、プラスチックレンズ９，９ａを製造できる。
【００５３】
本実施の形態では、接着樹脂フィルム１５ａを使用するが、第１の実施の形態と同様に、板状基材１１の側に接着樹脂層１５を別途形成しておくことも可能であり、第２の実施の形態と同様に、樹脂成型体５の開放面５ｂに接着樹脂層１５を別途形成しておくことも可能である。
【００５４】
本実施の形態では、接着樹脂フィルム１５ａを使用することにより、接着樹脂１３の塗布工程を省略することができる。従って、塗布工程で液だれが発生する心配もなく、塗布膜の厚みの調整も不要であることから、簡易に実施できる。また、接着樹脂フィルム１５ａの厚みを調整しておくことにより、接着樹脂硬化層１７の厚みを自由に調整可能であるという利点がある。なお、本実施の形態で使用する接着樹脂フィルム１５ａの厚みは、第１の実施の形態と同様に、開放面５ｂに存在するヒケ７を消失させることができる厚みであれば特に制限はないが、例えば０．０２ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲内とすることが好ましい。
【００５５】
本実施の形態における他の構成および効果は、第１の実施および第２の実施の形態と同様である。
【００５６】
以上、本発明の実施の形態を述べたが、本発明は上記実施の形態に制約されることはなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、凸曲面５ａを有する凸レンズを例に挙げて本発明を説明したが、凹レンズやメニスカスレンズの成形にも本発明方法を適用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１…開放型、１ａ…キャビティ部、３…液状樹脂、５…樹脂成形体、５ａ…凸曲面、５ｂ…開放面、１１…板状基材、１３…接着樹脂、１５…接着樹脂層、１５ａ…接着樹脂フィルム、１７…接着樹脂硬化層、２０…紫外線光源、３０…加熱ランプ、４０…塗布具
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチックレンズの製造方法であって、
ａ）曲面形状を有するキャビティ部を備えた開放型を準備し、液状の光硬化性または熱硬化性の樹脂を前記キャビティ部に充填する工程と、
ｂ）前記樹脂を硬化させて前記キャビティ部の曲面形状が転写された転写面と前記開放型によって拘束されない開放面とを有する樹脂成形体を形成する工程と、
ｃ）板状基材を準備する工程と、
ｄ）光硬化性または熱硬化性の樹脂を含有する接着樹脂層を間に介在させて、前記板状基材と前記樹脂成形体の開放面とを位置合わせした後、前記接着樹脂層を硬化させることによって前記板状基材と前記樹脂成形体とを一体化させてプラスチックレンズを形成する工程と、
ｅ）前記開放型から、プラスチックレンズを離型する工程と、
を備えているプラスチックレンズの製造方法。
【請求項２】
前記工程ａ〜ｅを行って前記板状基材の片側に前記樹脂成形体を形成した後、さらに前記工程ａ〜ｅを行うことにより前記板状基材の反対側の面にも、さらに樹脂成形体を形成することを特徴とする請求項１に記載のプラスチックレンズの製造方法。
【請求項３】
前記工程ｄを前記板状基材の両面で同時に行うことを特徴とする請求項１に記載のプラスチックレンズの製造方法。
【請求項４】
前記工程ａにおける充填時の樹脂の粘度が１００℃以下の温度で３０００Ｐａ・ｓ以下の範囲内であり、前記工程ｄにおける硬化前の前記接着樹脂層の粘度が１００℃以下の温度で０．１Ｐａ・ｓ以上５０００Ｐａ・ｓ以下の範囲内であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のプラスチックレンズの製造方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の方法により製造されてなるプラスチックレンズ。
【請求項１】
プラスチックレンズの製造方法であって、
ａ）曲面形状を有するキャビティ部を備えた開放型を準備し、液状の光硬化性または熱硬化性の樹脂を前記キャビティ部に充填する工程と、
ｂ）前記樹脂を硬化させて前記キャビティ部の曲面形状が転写された転写面と前記開放型によって拘束されない開放面とを有する樹脂成形体を形成する工程と、
ｃ）板状基材を準備する工程と、
ｄ）光硬化性または熱硬化性の樹脂を含有する接着樹脂層を間に介在させて、前記板状基材と前記樹脂成形体の開放面とを位置合わせした後、前記接着樹脂層を硬化させることによって前記板状基材と前記樹脂成形体とを一体化させてプラスチックレンズを形成する工程と、
ｅ）前記開放型から、プラスチックレンズを離型する工程と、
を備えているプラスチックレンズの製造方法。
【請求項２】
前記工程ａ〜ｅを行って前記板状基材の片側に前記樹脂成形体を形成した後、さらに前記工程ａ〜ｅを行うことにより前記板状基材の反対側の面にも、さらに樹脂成形体を形成することを特徴とする請求項１に記載のプラスチックレンズの製造方法。
【請求項３】
前記工程ｄを前記板状基材の両面で同時に行うことを特徴とする請求項１に記載のプラスチックレンズの製造方法。
【請求項４】
前記工程ａにおける充填時の樹脂の粘度が１００℃以下の温度で３０００Ｐａ・ｓ以下の範囲内であり、前記工程ｄにおける硬化前の前記接着樹脂層の粘度が１００℃以下の温度で０．１Ｐａ・ｓ以上５０００Ｐａ・ｓ以下の範囲内であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のプラスチックレンズの製造方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の方法により製造されてなるプラスチックレンズ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−２０１６２１（Ｐ２０１０−２０１６２１Ａ）
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４６２９６（Ｐ２００９−４６２９６）
【出願日】平成２１年２月２７日（２００９．２．２７）
【出願人】（０００００６６４４）新日鐵化学株式会社 (747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２７日（２００９．２．２７）
【出願人】（０００００６６４４）新日鐵化学株式会社 (747)
【Ｆターム（参考）】
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