WO2009119265A1 - 塗布装置及びプラスチックレンズの製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention also provides a method of manufacturing a plastic lens including a spin coating process.
- the method for producing a plastic lens disclosed herein includes a step of wet-coating a coating material by a spin coating method, in which the coating atmosphere reduces the partial pressure of volatile components derived from the coating material. It is characterized by being.
- the partial pressure of a volatile component should just be lower than the vapor pressure of the coating material in normal atmospheric pressure, and the partial pressure value changes with kinds of solvent. For example, when a coating material containing a volatile component having a vapor pressure of 6000 Pa at 30 ° C. is used, the partial pressure of the volatile component is preferably lowered from 6000 Pa in order to form a film under the condition of 30 ° C.
- the funnel-shaped partition wall 23 is provided at the bottom of the processing tank 11 and is formed so as to be inclined downward toward the hole 24 near the center, whereby the excess coating material 30 is recovered in the storage tank 13. Can be made easier. Further, as described above, by reducing the area of the hole 24 as much as possible within a range in which the coating material 30 can flow out in a short time, the net 14 indicates that the volatile components of the coating material in the storage tank 13 enter the processing tank 11. As compared with the case of providing, it can be greatly suppressed. Thus, by making the solvent vapor of the coating material 30 accommodated in the storage tank 13 difficult to enter the processing tank 11, the increase in the partial pressure of the volatile component in the processing tank 11 is not limited to during the processing step. Can be suppressed. Therefore, in this embodiment, combined with the effect of providing the partial pressure reducing means and the gas introducing means, it is possible to form a more uniform coating film more reliably in the coating process.
Abstract
Description
特許文献1においては、レンズ等の被塗布基板に対して下側にノズルを配置し、ノズルから上側に向けて塗布材料を噴出する装置において、塗布材料によるノズル噴出口の汚れを回避するため、ノズルを鉛直方向から傾ける構成が提案されている。
また、特許文献2においては、塗布液を霧状にして噴霧する方法が提案されている。
なお、本明細書において、「密閉」とは、外側からの液体や気体や粉塵などの不測成分の侵入を防止している状態を示している。したがって、外部から液体(具体的には塗布材料)や気体(具体的には導入ガス)を故意に導入すること、及び、内部から液体(具体的には余剰の塗布材料)や気体(具体的には減圧手段によって排出される気体)を故意に排出することについては、ここで言う「密閉」の概念に含まれない。
ノズルから噴出されてコーティングに要されなかった余剰の塗布材料は、収容槽の底部に流れ込む。底部に凹条の溝が形成されていると、余剰の塗布材料は溝に優先的に流れ込む。溝に一時的に収容されることで、余剰の塗布材料が外気に接触する面積が格段に狭くなり、揮発性成分の発生を削減することができる。
ここに開示されるプラスチックレンズの製造方法は、スピンコーティング法により塗布材料を湿式コーティングする工程が含まれており、その工程においてコーティング雰囲気は塗布材料に由来する揮発性成分の分圧を低下させていることを特徴とする。
なお、揮発性成分の分圧は、通常の大気圧における塗布材料の蒸気圧よりも低くあれば良く、溶媒の種類によってその分圧値は異なる。例えば、30℃における蒸気圧が6000Paの揮発性成分を含む塗布材料を使用した場合、30℃の条件下で成膜するには揮発性成分の分圧を6000Paよりも低下させると良い。蒸気圧に僅かでも低い環境で行うことにより、プラスチックレンズ基板の表面に良質な塗膜を形成することができる。また、連続して複数枚のプラスチックレンズ基板に塗布しても、塗布装置の塗布回数によらず反復して良質な塗膜が形成される。
図1は本発明の第1の実施例に係る塗布装置の概略構成図である。この処理装置10は、例えば略円筒形状の処理槽11と、その上部を密閉して覆う蓋12と、処理槽11の下部に接続して設けられ、塗布材料を収容する収容槽13とより構成される。収容槽13は、例えば処理槽11よりも径の小さい略円筒形状とされる。そして処理槽11の底部に収容槽13の上側開口部が接続され、処理槽11と収容槽13との間の開口には例えば異物等が収容層13に混入しないようにネット14が設けられることが望ましいが、この限りではない。
次に、本発明の第2の実施例に係る塗布装置について説明する。本例の塗布装置の概略断面構成図を図2に示す。図2において、図1と対応する部分には、同一符号を付して重複説明を省略する。この例においては、第1の実施例と同様に、分圧低下手段として処理槽11の下部に排気管21を設けると共に、処理槽10内の全圧が一定になるように、処理槽11の上側の位置に不活性ガスや空気等の気体を導入する気体導入手段として導入管22を設ける。このように処理槽11内の気体を排気する分圧低下手段のみではなく、気体導入手段を設けることによって、処理槽11内の分圧構成もより均質にすることができる。したがって、塗布処理毎にばらつきを抑えて塗膜を形成することが可能となる。
なお、不活性ガスや空気を導入するにあたって、フィルターを介した気体を用いることによって、より塵埃等の混入を抑制することが可能となる。このため、図2に示すように、導入管22にフィルター27を設けることが望ましい。また、排気管21にも、目詰まりを抑制するためのフィルター26を設けてもよい。
次に、本発明の第3の実施例に係る塗布装置について説明する。この例では、第1及び第2の実施例において説明した塗布装置において、処理槽11と収容槽13との間にネット14に代えて隔壁23を設ける構成とするものである。図3においては、第1の実施例において説明した塗布装置に適用した例、図4においては、第2の実施例において説明した塗布装置に適用した例をそれぞれ示す。図3及び図4において、図1及び図2と対応する部分には、それぞれ同一符号を付して重複説明を省略する。
次に、本発明の第4の実施例に係る塗布装置について説明する。この例では、第3の実施例において説明した塗布装置において、処理槽11と収容槽13との間の漏斗状の隔壁23の処理槽11側の壁面に凹条の溝31を形成したものである。図5、6に本例に係る塗布装置を示す。また、図7は、本例における隔壁23の処理槽11側の壁面の概略平面図を示す。図5、図6及び図7において、図3及び図4と対応する部分にはそれぞれ同一符号を付して重複説明を省略する。
このように、溝32が処理槽11の側壁面に沿って形成されていると、コーティング時に振り切られた余剰の塗布材料で処理槽11の側壁面を伝って流れ落ちてきたものを溝32で回収することができる。また、放射状に形成された溝33は溝32に接続しており、溝32に回収された塗布材料は、溝32を通じて孔部24に導かれる。さらに、溝33は、隔壁23(底部)に直接落ちてきた余剰の塗布材料を回収し孔部24に向けて導くことができる。本形態によれば、余剰の塗布材料が溝32,33を通じて確実に収容槽13に導かれるため、処理槽11の底部(隔壁23)の他の部分に余剰の塗布材料が溜まりにくい。底部(隔壁23)での塗布材料の露出面積を狭くすることができるので、余剰の塗布材料から発生する揮発性成分を最小限に抑制することができる。
本例は、隔壁23の効果をより高めたものであり、塗布処理工程において、より確実に均質な塗膜を形成することが可能となる。
上述の例においては、隔壁23に設ける溝32と孔部24との間の凹条の溝33を4本とし、孔部24から上下左右に、互いにほぼ90度の間隔をもって配置した例を示すが、この本数は4本に限定されるものではなく、例えば図8に示すように6本とすることも可能である。図8において、図7と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。図8においては、6本の凹条の溝33を互いにほぼ60度の間隔で孔部24から放射状に設ける例を示す。このように、溝33の本数は塗布材料が流れやすい形状であればその本数を変更可能であり、更にはその幅や断面形状等についても、塗布材料を流れ易くするために適宜変更することが可能である。
図9に示す例は、溝32と溝33との接続部において塗布材料が滞留せずに流れ易くなるように、溝32と溝33との接続部分における角部を切除してほぼY字状に変形した例を示す。図9において、図7及び図8と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。このように、溝32及び溝33の形状は、隔壁23に落下した塗布材料が処理槽11内に残留せずに、確実に孔部24に導かれる形状であればよく、種々の変形が可能である。図9に示す例では溝32と溝33との間の角部を直線状に切除した例を示すが、曲線状に角部を除去してもよく、この部分に余剰材料が滞留しにくい形状であればよい。
またこの他、例えば溝33の形状を放射状に限られず曲線状とし、例えば基板保持部19が回転する際の回転方向に合わせて螺旋状とするとか、或いは落下した余剰材料の流れの進行方向に沿って枝状に分岐する形状等としてもよい。
第4の実施例において示した塗布装置で排気手段を備えているものを用いて、眼鏡用プラスチックレンズを連続して100枚製作し中心部の塗膜の膜厚について評価した。膜厚は2μm~3.5μmを合格とした。プラスチックレンズの評価は、開始直後の5枚は続けて行い、その後は抜き取り評価に切り替えて行った。結果を下記表1に示す。
塗布時の排気は真空ポンプを用いており、排気は30L/分の能力で行った。
スピンコートにおける塗布時の回転数は最初に500rpmで20秒、その後1500rpmで50秒として、レンズ1枚を60秒のサイクルで塗布処理を行った。
塗布後のプラスチックレンズに、紫外線照射を30秒行って硬化処理した。
この結果を下記の表1に示す。なお、表1において膜厚単位はμmであり、この場合設定膜厚は2.0μm以上3.5μm以下であれば「可」とした。
一方、比較例では、連続塗布を開始してすぐに膜厚の減少が見られ、3枚目には設計値を下回る膜厚となった。これは、処理槽内に揮発性成分が充満したため、塗布材料がプラスチックレンズ表面に付着しにくくなったものと思われる。
精密さが求められる光学製品の表面処理では、このような膜厚分布は好ましくないので、本発明によれば、膜厚の低下やばらつき、予期しない膜厚分布を抑え、所望の膜厚の塗膜を確実に行うことができる。
Claims (10)
- 内部が密閉可能とされる処理槽と、
前記処理槽内に収容されて回転可能に配置される基板保持部と、
前記基板保持部に保持される基板に向けて塗布材料を噴出するノズルと、
前記処理槽内の塗布材料に由来する揮発性成分の分圧を低下させる分圧低下手段と、を備える
塗布装置。 - 前記分圧低下手段が排気手段である、請求項1に記載の塗布装置。
- 前記処理槽に気体を導入する気体導入手段が設けられる、請求項1又は2に記載の塗布装置。
- 前記気体導入手段からフィルターを通した気体が導入される、請求項3に記載の塗布装置。
- 前記処理槽の底部には、凹条の溝が形成されている、請求項1~4のいずれかに記載の塗布装置。
- 前記処理槽の下部に、前記ノズルから噴出される塗布材料を収容する収容槽が設けられる請求項1~5のいずれかに記載の塗布装置。
- 前記処理槽と前記収容槽との間には漏斗形状の隔壁が設けられている、請求項6に記載の塗布装置。
- 前記処理槽と前記収容槽との間に隔壁が設けられており、前記隔壁の一部に、前記塗布材料が流出可能な孔部が設けられる請求項6又は7に記載の塗布装置。
- 前記隔壁の処理槽側壁面が処理槽の底部であり、前記隔壁の収容槽側壁面は収容槽の天井部である請求項7又は8に記載の塗布装置。
- プラスチックレンズの製造方法であり、
プラスチックレンズ基板の表面にスピンコート法で塗布材料を湿式コーティングする工程が含まれており、
前記湿式コーティングする工程において、
コーティング雰囲気の塗布材料に由来する揮発性成分の分圧を低下させる
プラスチックレンズの製造方法。
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