偏光レンズの製造方法

【課題】ホットプレス加工による偏光フィルムの歪みを劇的に減少させ、かつ、成形金型内に確実に位置決めすることができ、製品レンズの安定した画一性の確保することができる偏光レンズの製造方法を提供すること。
【解決手段】偏光シート原盤20を複数のテープ状に切断して、かつ、単位長さに分割して基本切片20ａを作製する一方、この基本切片20ａにおいて、各長辺側縁が弓形対称曲線をなす長円アウトライン形状に型抜きして、所要のレンズカーブに適合する弯曲面形状にホットプレスすることにより圧延および熱収縮せしめてベンディングし、その両端部における曲面部および平面部の境界に沿って切断することによって前記偏光フィルム２を作製した後、
この偏光フィルム２の表面に接着層21を形成するとともに、成形樹脂Ｍが硬化したところで前記偏光フィルム２が接合一体化されたレンズ素型Lbを金型１から取り出すという技術的手段を採用した。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線や眩輝防止に用いる偏光レンズの製造方法の改良、更に詳しくは、ホットプレス加工による偏光フィルムの歪みを劇的に減少させ、かつ、成形金型内に確実に位置決めすることができ、製品レンズの安定した画一性の確保することができる偏光レンズの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知のとおり、サングラスなどに広く採用される偏光レンズは、プラスチック製レンズに偏光フィルムを一体に装着して構成されたものが主流になってきており、この偏光レンズは、偏光フィルムをレンズ金型内に配置してから、溶融したレンズ成形樹脂を所要の金型に射出成形して作製されている。
【０００３】
本発明者は、このような方法で偏光レンズを製造することができる成形金型を開発した（特許文献１参照）。そして、この金型を用いて偏光レンズを製造する際には、まず、金型内に挿入すべき偏光フィルムを、金型形状に合うようにベンディング加工する必要がある。
【０００４】
このベンディング加工は、図16の（ａ）に示すような形状のベースフィルムに分割したものに、ホットプレス加工を行っており、この際、フィルムが圧延および熱収縮されるのであるが、この変形は複雑で変化量も大きかったため、加工後に図16の（ｂ）に示すような変形を生じてしまい、また、フィルム厚みにも不均衡が生じてしまうという問題があった。
【０００５】
このような変形した偏光フィルムを金型の沈み穴に挿入すると、境界の段差部分に合致せずに間隙ができてしまい、溶融状態のレンズ成形樹脂を沈み穴に直接流入させるときに流入時のレンズ成形樹脂の流れによる抵抗力の影響によって偏光フィルムが金型内で動いてしまい、偏光軸の方向を定位置に安定させることが困難であるという問題があった。
【０００６】
また、このフィルムを挿入して作製したレンズ素型にハードコーティングを施す場合には、その加工熱によって、当該フィルムがレンズ内で変形を生じ、レンズが破損して不良品となる問題もあった。
【０００７】
更にまた、かかるプラスチックの射出成形において、溶融状態のレンズ成形樹脂を沈み穴に直接流入させる場合にあっては、金型の内部における圧力や硬化速度などの不均衡により、成形品の局所的な密度ムラや歪みを生じてしまい、光学的異方性などに不良を生じるおそれがあった。
【特許文献１】特開２００４−３２２５８９号公報（第５−６頁、第１−１０図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、従来の偏光レンズの製造方法に上記問題があったことに鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、ホットプレス加工による偏光フィルムの歪みを劇的に減少させ、かつ、成形金型内に確実に位置決めすることができ、製品レンズの安定した画一性の確保することができる偏光レンズの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者が上記技術的課題を解決するために採用した手段を、添付図面を参照して説明すれば、次のとおりである。
【００１０】
即ち、本発明は、レンズカーブを形成するキャビティーの成形面10における、少なくとも偏光フィルム２が挿入される部分に曲線状の段差境界を有する沈み穴Ｈが形成される金型１を用いてプラスチック偏光レンズを製造する方法であって、
偏光シート原盤20を複数のテープ状に切断して、かつ、単位長さに分割して基本切片20ａを作製する一方、この基本切片20ａにおいて、各長辺側縁が弓形対称曲線をなす長円アウトライン形状に型抜きして、所要のレンズカーブに適合する弯曲面形状にホットプレスすることにより圧延および熱収縮せしめてベンディングし、その両端部における曲面部および平面部の境界に沿って切断することによって前記偏光フィルム２を作製した後、
この偏光フィルム２の表面に接着層21を設けるとともに、前記境界部分に形成した段差に偏光フィルム２の縁部を掛止させ、前記接着層21が上面側になるようにして前記金型１内の沈み穴Ｈの底部に偏光フィルム２を挿入して当該金型１を閉じ、
次いで、溶融状態のレンズ成形樹脂Ｍを金型１に連なるランナー11ａに充満させながら、前記成形面10の外周縁部に形成したゲート11より前記沈み穴Ｈ側方の段差境界に向けキャビティー内に射出せしめ、当該成形樹脂Ｍが硬化したところで前記偏光フィルム２が接合一体化されたレンズ素型Lbを取り出すという技術的手段を採用した。
【００１１】
また、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、溶融状態のレンズ成形樹脂Ｍを金型１に連なるランナー11ａに充満させる流入方向を、ゲート11より当該金型１のキャビティー内に射出せしめる方向と相異ならしめるという技術的手段を採用した。
【００１２】
更にまた、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、金型１の沈み穴Ｈの側縁部および当該沈み穴Ｈに挿入する偏光フィルム２の側縁部の少なくとも一部にそれぞれ直線部分を形成し、偏光フィルム２の位置ズレを防止するという技術的手段を採用した。
【００１３】
更にまた、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、金型１のコア凸型において、偏光フィルム２の縁部を衝止可能な押さえ凸起14を突設するという技術的手段を採用した。
【００１４】
更にまた、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、金型１の沈み穴Ｈに挿入する偏光フィルム２に、透明の接着剤Ｓを塗布するという技術的手段を採用した。
【００１５】
更にまた、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、偏光フィルム２の表面に熱融着可能なフィルム材を貼設して接着層21を設けるという技術的手段を採用した。
【００１６】
更にまた、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、レンズ成形樹脂Ｍにフォトクロミック物質を混入して調光機能を付与するという技術的手段を採用した。
【００１７】
更にまた、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、偏光シート２をレンズの接眼側に接合するという技術的手段を採用した。
【００１８】
更にまた、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、レンズカーブを形成するキャビティーの成形面10における、少なくとも偏光フィルム２の挿入される部分が昇降して沈み穴Ｈを作出可能な可動部12として構成したスプリット式の金型１を用いるという技術的手段を採用した。
【００１９】
更にまた、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、スプリット式の金型１の裏面から可動部12にアジャスタボルト13を螺挿し、このアジャスタボルト13を回転することによって当該可動部12を昇降操作して沈み穴Ｈの深さ寸法を調節自在に構成するという技術的手段を採用した。
【発明の効果】
【００２０】
本発明にあっては、偏光フィルムを予めカットしておくことによって、ホットプレス加工による偏光フィルムの歪みを劇的に減少させ、かつ、段差境界にフィットしてズレを防止し、成形金型内に確実に位置決めすることができる。
【００２１】
また、溶融状態のレンズ成形樹脂を前記沈み穴側方の段差境界に向けキャビティー内に射出できるように、成形面の外周縁部にゲートを形成したことより、成形樹脂が段差上から流れ降りるので、流入圧による偏光フィルムのズレや熱影響を防ぐことができる。
【００２２】
また、偏光フィルムの厚みが高い均一性を有しているので、レンズ素型の表面にハードコーティング加工などの加熱を伴う加工を施す場合であっても、フィルムの変形を防止することができる。
【００２３】
更にまた、必要に応じて、溶融状態のレンズ成形樹脂を金型に連なるランナーに充満させながらゲートより当該金型のキャビティー内に射出することにより、熱および流動による偏光フィルムの変形や位置ズレを防止することもできる。
【００２４】
このように、レンズ素型を均一な密度で成形することができ、歪みが殆ど無い高精度な製品を作ることができるので、偏光レンズを効率的かつ経済的に製造することができることから、その産業上の利用価値は頗る大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明を実施するための最良の形態を具体的に図示した図面に基づいて更に詳細に説明すると、次のとおりである。
【００２６】
本発明の実施形態を図１から図12に基づいて説明する。図中、符号１で指示するものは金型であり、この金型１は、レンズカーブ（本実施形態では下に凸）を形成するキャビティーの成形面10において、曲線状の段差境界を有する沈み穴Ｈが形成されている。
【００２７】
また、符号２で指示するものは偏光フィルムであり、この偏光フィルム２を作製するにあっては、まず、偏光シート原盤20を複数のテープ状に切断して、かつ、単位長さに分割して基本切片20ａを作製する（図１および２参照）。
【００２８】
この際、偏光シート原盤20の使用材料としては、一般的に使用されているポリビニルアルコール系フィルムやポリビニルアセタール系フィルム、ポリビニルブチラール系フィルムなどをベースとし、耐湿熱性を有する二色性染料を用いて染色し、一軸延伸または二軸延伸して製造される。
【００２９】
次に、前記基本切片20ａにおいて、各長辺側縁が弓形対称曲線をなす長円アウトライン形状に型抜きする（図３参照）。この際、例えば、トムソン式カッターなどを用いて切断することができる。
【００３０】
また、偏光フィルム２の両面には、光学的に優れた透明性を有するセルローストリアセテートフィルムを接着剤を用いて貼り合わせて構成する。本実施形態では、厚さ０．２mmから０．４mm程度、偏光度が９０．０％以上のものを採用する。このように、厚さ０．２mmから０．４mmにすることにより、材料コストに優れて経済性が良い。
【００３１】
しかして、前記偏光フィルム２の表面に接着層21を設ける。この接着剤Ｓとしては、平均分子量が10,000以上から200,000以下のポリエステルウレタン樹脂またはポリエーテルウレタン樹脂などを主としたポリオールに架橋硬化剤としてポリイソシアネートを配合する二液硬化型接着剤を採用するとともに、本実施形態では、この接着剤Ｓを塗布する。
【００３２】
この際、グラビアコーティング法、オフセットコーティング法など、通常用いられている塗布方法を採用し、接着層21の厚さは通常０．５〜８０μｍの範囲にする。０．４μｍ未満では結合力が低く、１００μｍを越えるとレンズの端面から接着剤Ｓがしみ出すおそれがあるからである。
【００３３】
そして、所要のレンズカーブに適合する弯曲面形状にホットプレス（１００℃で１分３０秒）することにより圧延および熱収縮せしめてベンディングし、その両端部における曲面部および平面部の境界ｄに沿って、前記同様、トムソン式カッターなどを用いて切断することによって前記偏光フィルム２を作製することができる（図４参照）。
【００３４】
しかして、本実施形態における製造方法の手順について以下に説明する。まず、金型１には、少なくとも偏光フィルム２が挿入される部分に曲線状の段差境界を有する沈み穴Ｈを形成する（図５および６参照）。
【００３５】
そして、前記偏光フィルム２の表面に接着層21を設けるとともに、前記境界部分に形成した段差に偏光フィルム２の縁部を掛止させ、前記接着層21が上面側になるようにして前記金型１内の沈み穴Ｈの底部に偏光フィルム２を挿入して当該金型１を閉じる（図７参照）。
【００３６】
次いで、溶融状態のレンズ成形樹脂Ｍ（アクリル樹脂やアクリル系共重合樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂など；ガラス転移温度＋５０〜７０度）を、金型１に連なるランナー11ａに充満させながら、前記成形面10の外周縁部に形成したゲート11より前記沈み穴Ｈ側方の段差境界に向けキャビティー内に射出せしめる（図８参照）。
【００３７】
この際、溶融状態のレンズ成形樹脂Ｍを金型１に連なるランナー11ａに充満させる流入方向を、ゲート11より当該金型１のキャビティー内に射出せしめる方向とを相異ならしめることにより当該レンズ成形樹脂Ｍのキャビティー内への射出圧力を緩衝せしめることができる。そして、当該成形樹脂Ｍが硬化したところで前記偏光フィルム２が接合一体化されたレンズ素型Lbを取り出す。
【００３８】
こうすることにより、レンズ成形樹脂Ｍがスプリット式の金型１内に充填される際の熱と樹脂流れによる偏光フィルム２への影響を受け難くし、前記接着剤層21が破壊して剥離したり、流れによって偏光軸が定位置からズレてしまうといった不良現象を防ぐことができ、また、成形品のレンズを均一密度で歪みが生じ難くなり、製品レンズの画一安定性の確保することができるのである。
【００３９】
なお、本実施形態では、図９から図11に示すように、金型１のコア凸型において、偏光フィルム２の縁部（本実施形態では、四隅）を衝止可能な押さえ凸起14を突設することもでき、金型内における当該偏光フィルム２のズレを防止して、より確実に固定することができる。
【００４０】
そして、充填したプラスチックが硬化することにより前記偏光フィルム２がレンズ素型Lbの凸球面側に一体に装着される（図12参照）。そして、このレンズ素型Lbを取り出して所要形状に型抜きすることによってレンズを完成する。
【００４１】
この際、更に、レンズ素型Lbの表面にハードコート加工を施すことができ、このハードコートは、まず、密着性、耐水密着性を向上させるアクリル系やポリウレタン系のプライマーコート層を表面にコーティングした上で、シリコーン系の熱硬化型ハードコート液、または、アクリル系、エポキシ系などの活性光線硬化型ハードコート液などをコーティングする。
【００４２】
更にまた、本実施形態では、必要に応じて、レンズ成形樹脂Ｍにフォトクロミック物質を混入して調光機能を付与することができる。このフォトクロミック物質は、スピロオキサジン系が最適であるが、ナフトピラン系、フラン系、スピロピラン系、フルギド系、クロメン系などを使用することができ、感光機能を持つためには、ハンドブレンド法や押出成形によるマスターバッチ化や練り込み法のような添加法が配合量制御の容易性から望ましい。
【００４３】
『第２実施形態』
本発明の第２実施形態の製造方法を図13に基づいて説明する。本実施形態では、金型１をケース体の中に複数の可動部12・12…を収容する入れ子式に構成し、かつ、当該ケース体上縁部には溶融したレンズ成形樹脂Ｍをキャビティー内へ射出するためのゲート11を形成するとともに、前記可動部12・12…は上面が連接してレンズカーブを形成するキャビティーの成形面10を有している。
【００４４】
そして、何れかの可動部12を昇降操作することによって隣接する可動部12との境界部分の上面において段差を生ぜしめて沈み穴Ｈを作出可能に構成している。本実施形態では、スプリット式の金型１の裏面から可動部12にアジャスタボルト13を螺挿し、このアジャスタボルト13を回転することによって当該可動部12を昇降操作して沈み穴Ｈの深さ寸法を自在に調整できる。
【００４５】
本発明の実施形態は概ね上記のように構成されるが、本発明は図示の実施形態に限定されるものでは決してなく、「特許請求の範囲」の記載内において種々の変更が可能であって、例えば、金型１の成形面10に上に凸のレンズカーブを形成することができ、境界部分の上面において段差を生ぜしめて沈み穴Ｈを形成できるように構成することができる。
【００４６】
この際、偏光シート２をレンズの接眼側に接合することができ、レンズ内部における樹脂密度の偏りによる光干渉が生じた場合であっても、この透過光に対し偏光作用を得ることができる。
【００４７】
また、図14および図15に示すように、金型１の沈み穴Ｈの側縁部および当該沈み穴Ｈに挿入する偏光フィルム２の側縁部の少なくとも一部にそれぞれ直線部分（好ましくは、５〜２０mm程度）を形成し、偏光フィルム２の位置ズレを防止することもできる。
【００４８】
更にまた、偏光フィルム２の表面に熱融着可能なフィルム材を貼設して接着層21を設けることもでき、加熱されることによってレンズと接合一体化させることもでき、これら何れのものも本発明の技術的範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１実施形態の偏光フィルム原盤の正面図である。
【図２】本発明の第１実施形態のテープ状の偏光フィルム原盤の正面図である。
【図３】本発明の第１実施形態の基本切片の正面図である。
【図４】本発明の第１実施形態のベンディング加工した偏光フィルムを表わす斜視図である。
【図５】本発明の第１実施形態に使用する金型の斜視図である。
【図６】本発明の第１実施形態に使用する金型の上面図である。
【図７】本発明の第１実施形態の製造工程を表わす説明断面図である。
【図８】本発明の第１実施形態の製造工程を表わす説明断面図である。
【図９】本発明の第１実施形態の製造工程の変形例を表わす断面図である。
【図１０】本発明の第１実施形態の製造工程の変形例を表わす上面図である。
【図１１】本発明の第１実施形態の製造工程の変形例を表わす断面図である。
【図１２】本発明の第１実施形態のレンズ素型を表わす斜視図である。
【図１３】本発明の第２実施形態に使用する金型の説明断面図である。
【図１４】本発明の実施変形例の偏光フィルムを表わす斜視図である。
【図１５】本発明の実施変形例の金型を表わす上面図である。
【図１６】従来の製造方法における偏光フィルムの変形状態を表わす説明図である。
【符号の説明】
【００５０】
１金型
10 成形面
11 ゲート
11ａランナー
12 可動部
13 アジャスタボルト
14 押さえ凸起
Ｈ沈み穴
２偏光フィルム
20 偏光シート原盤
20ａ基本切片
21 接着層
ｄ境界
Ｍレンズ成形樹脂
Ｓ接着剤
Lb レンズ素型

【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズカーブを形成するキャビティーの成形面10における、少なくとも偏光フィルム２が挿入される部分に曲線状の段差境界を有する沈み穴Ｈが形成される金型１を用いてプラスチック偏光レンズを製造する方法であって、
偏光シート原盤20を複数のテープ状に切断して、かつ、単位長さに分割して基本切片20ａを作製する一方、この基本切片20ａにおいて、各長辺側縁が弓形対称曲線をなす長円アウトライン形状に型抜きして、所要のレンズカーブに適合する弯曲面形状にホットプレスすることにより圧延および熱収縮せしめてベンディングし、その両端部における曲面部および平面部の境界に沿って切断することによって前記偏光フィルム２を作製した後、
この偏光フィルム２の表面に接着層21を設けるとともに、前記境界部分に形成した段差に偏光フィルム２の縁部を掛止させ、前記接着層21が上面側になるようにして前記金型１内の沈み穴Ｈの底部に偏光フィルム２を挿入して当該金型１を閉じ、
次いで、溶融状態のレンズ成形樹脂Ｍを金型１に連なるランナー11ａに充満させながら、前記成形面10の外周縁部に形成したゲート11より前記沈み穴Ｈ側方の段差境界に向けキャビティー内に射出せしめ、当該成形樹脂Ｍが硬化したところで前記偏光フィルム２が接合一体化されたレンズ素型Lbを取り出すことを特徴とする偏光レンズの製造方法。
【請求項２】
溶融状態のレンズ成形樹脂Ｍを金型１に連なるランナー11ａに充満させる流入方向を、ゲート11より当該金型１のキャビティー内に射出せしめる方向と相異ならしめることにより当該レンズ成形樹脂Ｍのキャビティー内への射出圧力を緩衝せしめることを特徴とする請求項１記載の偏光レンズの製造方法。
【請求項３】
金型１の沈み穴Ｈの側縁部および当該沈み穴Ｈに挿入する偏光フィルム２の側縁部の少なくとも一部にそれぞれ直線部分を形成し、偏光フィルム２の位置ズレを防止することを特徴とする請求項１または２記載の偏光レンズの製造方法。
【請求項４】
金型１のコア凸型において、偏光フィルム２の縁部を衝止可能な押さえ凸起14が突設されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の偏光レンズの製造方法。
【請求項５】
金型１の沈み穴Ｈに挿入する偏光フィルム２に、透明の接着剤Ｓを塗布して接着層21を形成することを特徴とする請求項１〜４の何れか一つに記載の偏光レンズの製造方法。
【請求項６】
偏光フィルム２の表面に熱融着可能なフィルム材を貼設して接着層21を設けることを特徴とする請求項１〜５の何れか一つに記載の偏光レンズの製造方法。
【請求項７】
レンズ成形樹脂Ｍにフォトクロミック物質を混入して調光機能を付与することを特徴とする請求項１〜６の何れか一つに記載の偏光レンズの製造方法。
【請求項８】
偏光シート２をレンズの接眼側に接合することを特徴とする請求項１〜７の何れか一つに記載の偏光レンズの製造方法。
【請求項９】
レンズカーブを形成するキャビティーの成形面10における、少なくとも偏光フィルム２の挿入される部分が昇降して沈み穴Ｈを作出可能な可動部12として構成したスプリット式の金型１を用いることを特徴とする請求項１〜８の何れか一つに記載の偏光レンズの製造方法。
【請求項１０】
スプリット式の金型１の裏面から可動部12にアジャスタボルト13を螺挿し、このアジャスタボルト13を回転することによって当該可動部12を昇降操作して沈み穴Ｈの深さ寸法を調節自在に構成することを特徴とする請求項９記載の偏光レンズの製造方法。

【図１】