CN102202856A - 塑料透镜的制造方法及其制造装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及塑料透镜的制造方法，包括：从具有混合室和与该混合室连通的吐出孔的混合吐出部的该吐出孔的顶端开口吐出塑料透镜原料液，所述混合室具有用于搅拌塑料透镜原料液的搅拌单元；向具有型腔和用于向该型腔内导入塑料透镜原料液的注入孔的成型模具，经由该注入孔的顶端开口注入所述吐出的塑料透镜原料液；以及在该成型模具内聚合所注入的塑料透镜原料液而制得聚合物。在注入的塑料透镜原料液到达型腔内之前连结注入孔的顶端开口和吐出孔的顶端开口并固定成型模具，并且维持该固定状态直到塑料透镜原料液充满型腔。

Description

塑料透镜的制造方法及其制造装置

相关申请的交叉参照

本申请基于并要求2008年10月31日提交的日本专利申请第2008-282588号的优先权的权益，其全部内容结合于此作为参照。

技术领域

本发明涉及一种塑料透镜的制造方法及制造装置，能够利用具有高粘度且初始聚合速度快的塑料透镜原料液制得光学缺陷少的高品质塑料透镜。

背景技术

作为制造塑料透镜的方法，已知有铸塑聚合法，该方法通过向成型模具注入聚合性塑料透镜原料液，使其在成型模具内聚合。例如，文献1(特开2006-205710号公报)及英语同族专利US2008/0018005A1、US2008/0029914A1、文献2(特开2006231600号公报)及文献3(国际公开WO2008/108280号小册子)公开了用于采用具有高粘度的初始聚合速度快的塑料透镜原料液通过铸塑聚合法制造塑料透镜的各种方法。在此援用上述申请的全部内容。

上述文献1～3公开了以下方法：原料液注入开始到注入结束的过程中，将成型模具固定在与水平面基本垂直的状态，并将安装在用于同时进行原料液的混合及吐出的混合吐出装置的吐出口顶端的挠性注入管(软管)的前端(注入喷嘴)逐渐靠近成型模具的注入口顶端部进行注入。如上所述将成型模具固定的状态下进行注入，有利于制造出需要高度地降低光学缺陷的塑料眼镜透镜。并且，为了将从混合吐出装置吐出的原料液导入固定后的成型模具内，采用上述挠性软管，从保证注入喷嘴的操作的自由度和制造设备等方面来看是有利的。

然而，在使用具有高粘度且初始聚合速度快的原料液的情况下，混合后的原料液在挠性软管内移动过程中也会发生聚合，因此距离挠性软管的前端侧越近粘度越高，因此，原料液易附着于挠性软管前端侧的内壁和注入喷嘴上，从而需要定期更换挠性软管和注入喷嘴，进而有时会降低作业效率。

为了提高作业效率，可考虑不使用挠性软管(无软管化)，而移动成型模具侧。然而，尤其是在采用具有高粘度且初始聚合速度快的原料液制造塑料透镜时，如果在向成型模具的型腔注入原料液的过程中移动成型模具，就会由于型腔内的液面波动产生纹理或卷入气泡。

如上所述，为了提高作业效率而将成型模具设置为可动状态，并且正在寻求制得高品质的塑料透镜的方法。

发明内容

本发明目的在于提供一种方法：通过将成型模具设置为可动状态后注入原料液，特别是采用高粘度且初始聚合速度快的塑料透镜原料液制得高品质的塑料透镜。

本发明的发明人等为了达到上述目的经过积极探索，得到了以下结论。

上述文献1～3中记载的成型模具具有型腔和用于向该型腔内导入原料液的注入孔。从混合吐出装置的吐出口吐出的原料液经注入孔导入型腔内。如果在原料液在型腔内移动时移动成型模具，则随着成型模具的移动，型腔内的原料液的流动变大，特别是采用高粘度且初始聚合速度快的原料液时，其流动痕迹会表现为聚合物的纹理和气泡。由于在型腔内聚合并固化的部分是用作透镜的部分，因此上述纹理和气泡将成为透镜的光学缺陷。另外，在注入的原料液没有到达型腔、即在移动注入孔的过程中，即使移动成型模具，也不会由此导致型腔内的纹理和气泡。

本发明的发明人等基于上述结论，得出：通过在原料液在注入孔中移动的过程中完成成型模具的姿势变更可达到上述的目的，并完成了本发明。

本发明的一个方面，涉及一种塑料透镜的制造方法，包括：从具有混合室和与该混合室连通的吐出孔的混合吐出部的该吐出孔的顶端开口吐出塑料透镜原料液，所述混合室具有用于搅拌含有多种聚合性成分的所述塑料透镜原料液的搅拌单元；向具有型腔和用于向该型腔内导入塑料透镜原料液的注入孔的成型模具，经由该注入孔的顶端开口注入所述吐出的塑料透镜原料液；以及在该成型模具内聚合所注入的塑料透镜原料液而制得聚合物，所述塑料透镜的制造方法的特征在于，边在注入孔的顶端开口与吐出孔的顶端开口分离的状态下保持成型模具、边从所述吐出孔吐出塑料透镜原料液，然后，通过从该状态改变成型模具的姿势来使注入孔顶端开口与吐出孔顶端开口靠近并开始所述注入；以及在注入的塑料透镜原料液到达型腔内之前连结注入孔的顶端开口和吐出孔的顶端开口并固定成型模具，并且维持该固定状态直到塑料透镜原料液充满型腔。

保持在注入孔的顶端开口与吐出孔的顶端开口分离的状态下的成型模具处于相对于水平面倾斜的状态，且在所述固定状态下，成型模具处于相对于水平面大致垂直的状态。

所述成型模具在注入孔顶端开口的周围具有平坦面，在所述固定状态下，该平坦面处于与吐出孔顶端开口紧贴的状态。

在塑料透镜原料液吐出过程中，所述吐出孔以轴方向位于水平方向的状态固定。

通过使处于相对于水平面倾斜的状态的成型模具移动到竖直下方，然后变更成型模具相对于水平面的倾斜度来进行所述成型模具的姿势变更。

对多个成型模具依次进行从注入所述塑料透镜原料液到制得成形体的步骤，从而制得多个塑料透镜。

在塑料透镜原料液充满所述型腔后，边在混合室中继续搅拌塑料透镜原料液边停止所述吐出，并在向新的成型模具注入塑料透镜原料液时重新开始已停止的吐出。

重新开始吐出后，在将停止吐出过程中保持在吐出孔内的塑料透镜原料液排出后再进行向新的成型模具的注入。

所述塑料透镜原料液是下述成分(A)和成分(B)的混合液。所述成分(A)是作为分子中具有环状结构的脂肪族二异氰酸酯与具有300～2500平均分子量的二元醇的反应生成物的端异氰酸酯预聚物，所述成分(B)是由通式(I)表示的一种或两种以上的芳香族二胺，在通式(I)中，R1、R2和R3各自独立为甲基、乙基和硫甲基中任一种，化学式1：

通式(I)

本发明的另一个方面，涉及一种塑料透镜的制造装置，其是所述塑料透镜的制造方法中使用的塑料透镜制造装置，所述塑料透镜制造装置的特征在于，包括：搅拌并吐出含有多种聚合性成分的塑料透镜原料液的混合吐出单元；将成型模具保持成可动状态的成型模具保持单元；使所述成型模具保持单元所保持的成型模具进行姿势变更的姿势变更单元；以及控制所述混合吐出单元的搅拌及吐出以及通过所述姿势变更单元进行的姿势变更中的至少一个的控制部。

所述姿势变更单元包括：变更相对于水平面在竖直方向上的成型模具的位置的上下位置变更单元；以及变更成型模具相对于水平面的倾斜度的倾斜度变更单元。

根据本发明，可采用高粘度且初始聚合开始速度快的原料液制得高品质的塑料眼镜透镜。根据本发明，可实现无软管化，从而可大大提高操作性。

附图说明

图1是示出能在本发明中使用的成型模具的一个例子的简要截面图。

图2是示出RIM成型机结构的说明图。

图3是示出RIM成型机的混合吐出部的结构的说明图。

图4是注入原料液时成型模具操作的说明图。

图5是示出成型模具保持装置的一个例子的说明图。

图6是图5所示装置中成型模具的操作说明图。

图7是图5所示装置中成型模具的操作说明图。

图8是图5所示装置中成型模具的操作说明图。

图9是图5所示装置中成型模具的操作说明图。

图10是图5所示装置中成型模具的操作说明图。

图11是示出塑料透镜制造装置的一个例子的说明图。

具体实施方式

(塑料透镜的制造方法)

本发明的塑料透镜的制造方法包括：从具有混合室和与该混合室连通的吐出孔的混合吐出部的该吐出孔的顶端开口吐出塑料透镜原料液，所述混合室具有用于搅拌含有多种聚合性成分的所述塑料透镜原料液的搅拌单元；向具有型腔和用于向该型腔内导入塑料透镜原料液的注入孔的成型模具，经由该注入孔的顶端开口注入所述吐出的塑料透镜原料液；以及在该成型模具内聚合所注入的塑料透镜原料液而制得聚合物。在本发明的塑料透镜的制造方法中，边在注入孔的顶端开口与吐出孔的顶端开口分离的状态下保持成型模具、边从所述吐出孔吐出塑料透镜原料液，然后，通过从该状态改变成型模具的姿势来使注入孔顶端开口与吐出孔顶端开口靠近并开始所述注入；以及在注入的塑料透镜原料液到达型腔内之前连结注入孔的顶端开口和吐出孔的顶端开口并固定成型模具，并且维持该固定状态直到塑料透镜原料液充满型腔。在填充到成型模具内的原料液聚合后，通过将注入孔内的聚合物从型腔内的聚合物分离的同时去除成型模具，能够得到透镜形状的成型体。

如上所述，在导入到成型模具的原料液由注入孔导入到型腔内之前固定成型模具，并且，通过在原料液在型腔内移动时，维持固定状态，能够达到了以下效果：不仅可移动成型模具以注入原料液，还可降低原料在型腔内的流动，从而可制得高品质的塑料透镜。

以下，参照附图详细说明本发明。

成型模具

图1示出可以在本发明的制造方法中使用的成型模具的一例。然而，本发明中使用的成型模具只要具有型腔、用于向型腔注入原料液的注入孔即可，并不限于如图1所示的形式。另外，图1中示出的成型模具1优选设置为在注入原料液时注入孔41位于型腔10的下方。如果从型腔10下方注入原料液，则由于原料液从已注入的原料液的液面的下侧注入，因此在注入过程中不易将成型模具1内的空气卷入，具有不易生成气泡的优点，特别是，在使用高粘度且初始聚合开始速度快且难以除去生成的气泡的原料液时更为有效。

图1示出的成型模具1具有作为与想要成型在其内部的透镜形状相对应的空间的型腔10，在直径方向上在相对的位置具有注入口40与排出口50，注入口40用于将原料液注入到型腔10中，排出口50用于将上述型腔10中的气体或上述混合液向成型模具1外部排出。图1所示的成型模具1是将一对透镜母版(形成透镜的一面的模子和形成另一面的模子)2以规定间隔相对配置，且上述一对模子2的周围设置环状密封片3，从而由上述模子2及密封片3形成型腔10。图1中的第一模子2A和第二模子2B具有用于形成塑料透镜的光学功能面的成型面。第一模子2A例如可以是在应该形成塑料透镜的后面(凹面)的凸面侧具有成型面的凸面模具(下模具)，而第二模子2B可以是在应该形成塑料透镜的前面(凸面)的凹面侧具有成型面的凹面模具(上模具)，但不限于此。密封片3的筒状体31呈圆筒形，其内径可与上述第一模子2A以及第二模子2B的外径实质上相等或比其略小。筒状体31只要具有能够确保所要成型的透镜的周缘部的厚度(腔型10的周缘部的间隔)和第一模子2A和第二模子2B的周缘部的保持所需的厚度的高度就可以。并且，第二模子2B朝向筒状体31的开口呈凸面状时，优选将筒状体31的高度设定成在从正侧面观察成型模具1时，第二模子2B的凸面的顶点不从筒状体31的外壁面向外侧突出。图1示出的成型模具1的详细情况可参照文献1～3。

密封片3的注入口40包括：注入口顶端部、连接该注入口顶端部与筒状体31外壁面的注入管部43和穿过该注入口顶端部和注入管部43的内部、连通上述筒状体31内部和外部的注入孔(贯通孔)41。

从提高与如图4所示的吐出口顶端163的紧贴性角度，优选注入口顶端部在顶端开口42的周围形成平坦面(注入口顶端面部)44。如图4所示，吐出口16和注入口40的顶端形状优选为相对于与吐出孔161和注入孔41的轴方向垂直的面倾斜的平面。倾斜角度优选相对于各孔的轴方向几乎为相同角度(例如，图4中，均为约45度)。并且，注入孔41例如剖面形状为圆形，注入口顶端面部44相对于注入孔41的轴倾斜，因此注入口开口42呈椭圆形。

注入孔41的内径形成得与吐出口16的吐出孔161的内径相等或略小且倾斜角度也相等，而此时注入孔41的开口42呈与吐出口16的开口162相等或略小的相似的椭圆形。并且，在图1所示的成型模具1中，注入口顶端面部44具有外形为大致正方形的平面，而注入孔顶端侧的开口42位于其大致中央部分。然而，注入口顶端面部44的形状不限于此，可为例如圆形或椭圆形、四边形或三角形等多边形。并且，能够通过弯折注入管部43，容易地将在注入孔41内聚合的树脂截断破坏。

排出口50包括：将型腔10与外部连结的排出孔(贯通孔)51、具有经由上述排出孔51与上述型腔10连通的凹部的储液部53、以及连结上述储液部53与筒状体31的外壁面的凹陷部54，在储液部53的上端部上设置有排出口开口52。排出孔51被设置在沿直径方向与上述注入孔41相对的位置。通过将设有排出孔51的位置规定为沿直径方向与注入孔41相对的位置，从而，将注入口40设在下侧注入原料液时，始终能够不妨碍排气地进行注入。并且，由于上述凹陷部54比上述储液部53细，从而可通过弯折该部分，截断破坏在排出孔51内聚合的树脂。

混合吐出部

混合吐出部包括：混合室，具有用于搅拌含有多种聚合性成分的塑料透镜原料液的搅拌单元；以及吐出口，该吐出口具有与该混合室连通的吐出孔。作为搅拌单元，可举出高速旋转的旋转轴、静态型混合机等。特别是，在混合后述成分(A)和成分(B)这样的高粘度且初始聚合开始速度快的聚合性成分时，优选使用反应注射成型机(以下，简称为RIM(Reaction Injection Molding)成型机)。

以混合后述的成分(A)和成分(B)的情况为例，根据图2和图3所示来说明RIM成型机的结构和操作。图2是示出RIM成型机的结构的说明图，图3是示出RIM成型机的混合吐出部的结构的说明图。

RIM成型机包括：用于保管成分(A)的材料罐11A、用于保管成分(B)的材料罐11B、混合并吐出成分(A)和成分(B)的混合吐出部15、连接上述材料罐11A和上述混合吐出部15的材料流路13A以及连接上述材料罐11B和上述混合吐出部15的材料流路13B。材料流路13A和13B中分别设置有过滤成分中的异物的过滤器14A和14B。优选地，混合吐出部15设置有用于混合通过材料流路13A和13B输送的成分(A)和(B)的高速旋转的旋转轴或静态型混合机，如图3所示，通过使用电机旋转具有搅拌子171的旋转轴进行搅拌。

成分(A)和成分(B)分别在上述材料罐中减压下进行充分脱气的同时，保管在规定温度下。如果脱气不充分，成型品中会混入气泡，从而有可能损坏产品的性能和外观，或导致成型品的机械强度降低。进行充分脱气且温度均匀化后的各成分由泵12A和12B从材料罐11A、11B压出至材料流路13A和13B中，并通过过滤器14A和14B向混合吐出部15输送。在混合吐出部15中短时间均匀混合后的混合液通过如图4所示的吐出孔161，从吐出孔161的顶端开口162吐出。

混合后述的成分(A)和成分(B)时，从避免产生气泡问题的角度，优选在对成分(A)进行加温来降低粘度后再进行混合。由于成分(A)通常粘度高，因此在与成分(B)混合前进行加温，从赋予一定程度的流动性使其易于与成分(B)进行混合的角度考虑，优选加温至使其粘度在8000CPS以下。并且，在此粘度以下时，当使用后述的RIM成型机时，能够容易地进行混合前的脱泡。成分(A)的加热温度优选可使得粘度达到6000CPS以下的温度，更加优选为可使得粘度达到4000CPS以下的温度。在混合吐出部15中，通常吐出塑料透镜原料液时，同时并连续地进行塑料透镜原料液向混合室17的供给、供给的塑料透镜原料液的混合以及混合后的塑料透镜原料液的吐出。吐出流量和吐出的停止通过由未图示的控制部对泵2A和泵2B进行控制来实现。并且，可由控制部控制使具有上述搅拌子171的旋转轴旋转的电机的转数和ON/OFF。

成型模具的操作

以下，根据图4说明向图1所示的成型模具1注入原料液时成型模具的操作。

在连续生产线中，通常将多个成型模具1依次搬入或搬出原料液注入位置的同时，在原料液注入位置上从设置在该位置上的原料液混合吐出装置(混合吐出部)15向成型模具1注入原料液。搬入原料液注入位置的成型模具1处于注入口40的注入孔顶端开口42与混合吐出部吐出口16的吐出孔(贯通孔)顶端开口162分离的状态。当原料液在型腔10中移动时，虽然可以处于成型模具1相对于水平面倾斜的状态，但是在倾斜状态下会产生周边侧的液面上升速度与中央附近的液面上升速度之差，从而可能卷入空气，因此从减少光学缺陷的角度考虑，优选在原料液在型腔10内移动时将成型模具1固定成相对于水平面大致垂直。此时，优选地，在开始向型腔10注入原料液之前，使保持在相对于水平面倾斜状态下的成型模具1(图4(a))移动到相对于水平面大致垂直的状态(图4(b)～(e))。上述倾斜角度可为例如相对于竖直方向成30°～60°左右，但不限于该倾斜角度。并且，在本发明中，“大致垂直”也包括从垂直状态到倾斜5°左右的状态。并且，在图4中所示的状态中，注入口顶端面部44的倾斜角度为45°，吐出口顶端163的倾斜角度为45°。并且，为了将注入口顶端面部44变为从水平状态倾斜45°的状态，将成型模具1从45°向垂直状态进行姿势变更。然后，将保持在上述状态的成型模具1由该状态进行姿势变更，从而通过使注入孔顶端开口42和吐出孔顶端开口162靠近，开始向注入孔41注入原料液。在此状态下，只需以从吐出孔161吐出的原料液的至少一部分导入到注入孔41的程度将注入孔41的顶端开口42与吐出孔161的顶端开口162接触。

然后，在注入的塑料透镜原料液到达型腔10中之前，在注入孔顶端开口42和吐出孔顶端开口162连结的状态下固定成型模具1。即，在本发明中，上述姿势变更在原料液导入到型腔10中之前完成。此时，在图4所示的方式中，注入孔41与吐出孔161以90°的角度连结。另外，在本发明中，“连结”是指注入孔的顶端开口与吐出孔的顶端开口以从吐出孔吐出的原料液导入到注入孔而不向下流的程度相接触的状态。

之后，通过将该固定状态维持到原料液充满型腔10为止，可抑制由于型腔10中的原料液流动而产生纹理或气泡，由此可制得高品质的塑料透镜。

以下说明各个操作的优选的具体实施方式。

首先，如上所述，在使成型模具1倾斜的状态下且在注入孔41的顶端开口42与吐出孔161的顶端开口162分离的状态下保持成型模具1。此时，混合吐出部15边继续旋转搅拌子171边停止吐出(图4(a))。

然后，在使成型模具1在保持倾斜的状态向下方移动，使得注入口顶端面部44与吐出口顶端163接触。此时，注入口顶端面部44变为水平。

然后，混合吐出部15开始吐出(图4(c))。此时，吐出孔161朝向水平方向，并且注入口顶端面部44变为水平，从而原料液不会侵入注入孔41，但注入口顶端面部44被原料液濡湿，从而可降低后续注入时卷入气泡。

然后，以注入口顶端面部44与吐出口顶端163的上端的接触点为中心，旋转成型模具1，使得成型模具1逐渐接近垂直状态(图4(d))。这样，从注入口顶端面部44与吐出口顶端163之间的间隙向下流的原料液逐渐减少，并且注入到注入孔41的原料液会增加。从而，可抑制注入孔41中的原料液的液面急剧上升，因而可减少卷入气泡。

然后，成型模具1处于垂直状态，注入口顶端面部44和吐出口顶端163为整周面紧贴，并且没有从间隙向下流的原料液(图4(e))。之后，原料液注入到型腔10。如上所述，开始注入后，如图4(c)～(e)所示，为了开始注入进行姿势变更后，接着进行成型模具1的姿势变更，从而能够连接注入孔41的顶端开口42与吐出孔161的顶端开口162。从原料液顺利注入到成型模具1的角度考虑，优选在注入孔41的顶端开口42与吐出孔161的顶端开口162连结的状态下，注入孔41的轴向与吐出孔161的轴向相交，如图4(e)所示，更加优选注入孔41的轴向与吐出孔161的轴向大致垂直相交。

如果型腔10中填充有原料液，则从型腔10溢出的原料液通过排出孔滞留在储液部。在原料液从该储液部溢出之前，混合吐出部15停止吐出原料液。此时，混合吐出部15的搅拌子171继续旋转(图4(f))。

然后，通过注入口密封单元91来密封注入孔41，成型模具1直接从垂直姿势上升，注入口顶端部离开吐出口16(图4(g))。

在本发明的制造方法中，也可以除成型模具1的姿势变更之外，移动混合吐出部15侧，并进行至上述连结为止的操作，但是，为了顺利进行成型模具1的姿势变更，优选使成型模具1靠近固定后的吐出孔161。此时，为了顺利注入，优选如图4所示将原料液吐出过程中的吐出孔161固定为轴方向位于水平方向的状态。

并且，作为将注入孔顶端开口42与吐出孔顶端开口162逐渐靠近使吐出的原料液的一部分流入的过程中的连接的方法，在图4中示出了使注入口相对于固定后的吐出口转动以使下侧的间隙逐渐减小的方式，但本发明并不限于上述方式。例如，可通过使成型模具向垂直下方、水平方向、斜下方移动，使注入口与吐出口靠近，从而使注入孔顶端开口42与吐出孔顶端开口162连结成如图4(e)所示的状态。

以下，参照附图详细说明从注入开始到结束为止的成型模具保持装置的操作。

图5是示出具有成型模具保持单元和姿势变更单元的成型模具保持装置的示例的示意图。图6～10是图5所示装置中成型模具的操作说明图。图11是示出塑料透镜制造装置的一例的说明图。

图5所示的成型模具保持装置6是用于保持安装有成型模具1的成型模具保持件100并通过改变其位置和姿势来进行混合吐出部15的吐出孔161与成型模具1的注入孔41的连接和脱离的装置，该装置包括：输送单元，用于将待注入原料液的原型模具1搬入注入工序位置并在注入结束后将成型模具1搬出至下一个工序；保持单元，该保持单元以可姿势变形的方式保持成型模具1；以及密封单元，用于密封成型模具1的注入口。上述保持单元包括使保持单元所保持的成型模具1姿势变更的姿势变更单元。上述姿势变更单元包括：改变成型模具1上下位置的单元和改变成型模具1的倾斜度的单元。上述密封单元包括：设置在成型模具保持件100上的成型模具注入管部密封单元以及使该成型模具注入孔密封单元动作的驱动单元。

上述输送单元包括：旋转台71、成为使该旋转台71旋转的轴的中空支柱72、设置在该中空支柱72的上端的齿轮73B、用于使中空支柱72旋转的步进电机74、以及用于将该步进电机74的旋转传递到中空支柱72上端的齿轮73B的齿轮73A。

上述上下位置改变单元包括：可上下自由移动地插入到设置在上述旋转台71上的贯通孔的多个轴(shaft)811；连结轴811的上端的连接板812；设置在上述连接板812和上述旋转台71之间用于向上方对轴811进行施力的弹簧813(本方式中，分别围绕各轴设置在其周围)；对抗该弹簧813的弹性恢复力向下方压上述连接板812的上下位置设定用气缸814；以及检测上述连接板812的高度的传感器(上部邻近传感器815A和下部邻近传感器815B)。

上述倾斜度变更单元包括：连接在上述轴811的下端的顶板821；设置在该顶板821上的无杆气缸822(以下，简称为无杆气缸)；设置在无杆气缸822的活塞部的凸轮板823；用于旋转移动成型模具保持件100的弯曲导轨824；用于将该弯曲导轨824安装到顶板821的导轨支撑板825；以及将上述凸轮板823向内侧推出的倾斜设定用电动气缸826(以下，简称为电动气缸)。上述无杆气缸822设置为其活塞部可沿上述旋转台71的直径方向移动。并且，弯曲导轨824其轨道呈圆弧状，并将包含该圆弧的圆的中心设置为与由成型模具保持件100保持的成型模具1的注入口顶端面部44的注入孔外侧开口42的上侧一致。基于此，能够以注入孔41的顶端开口42的上侧为中心，倾斜地保持成型模具1。向上述无杆气缸822供给及排出气体的管路穿过上述中空支柱72中，并经由电磁阀62连接在空气压力源装置61。从而，向无杆气缸822供给和排出气体，而不受旋转台71的旋转的影响。上述电动气缸826可设置在注入位置。

上述密封单元设置在成型模具保持件100上，当原料液注入结束后，封住注入孔41以避免注入的原料液向成型模具1的外部流下。上述密封单元可为例如具有槽(密封用槽)的板状部件，通过移动该部件将注入管部43压入密封用槽中，并通过该槽从外侧夹住注入管部43，封住注入孔41。为了采用本方法封住注入孔41，优选注入管部43由具有弹性的树脂制得。关于密封单元，可参照特开2006-205710号公报和特开2006-231600号公报。

上述密封单元驱动单元具有用于将设置在上述成型模具保持件100上的注入管密封单元推出至内侧的注入管密封用气缸92。上述注入管密封用气缸92可设置在注入位置。

图11是示出塑料透镜制造装置的示例的说明图(布局图)。图11示出的装置设置有混合吐出装置15和成型模具保持装置6。

混合吐出装置15以吐出孔161的轴方向水平且朝向旋转台的直径方向的中心侧的方式固定在注入位置。

固定有成型模具的成型模具保持件100通过车载式输送带输送到填充部。然后从车载式输送带取下，在供给位置安装到成型模具保持装置6。该成型模具保持件100通过以下方式安装到成型模具保持装置6上：使成型模具保持件100的导向轮101与成型模具保持装置6的弯曲导轨824匹配，并且使成型模具保持件100的凸轮随动件102在成型模具保持装置6的凸轮板823的导向槽827中通过。然后，使旋转台71旋转，将成型模具1移动到倾斜位置，并向上述无杆气缸822供给气体，以使活塞部向外侧移动。基于此，成型模具保持件100保持为倾斜的状态。

接着，在图11示出的装置中，使旋转台71旋转，并使成型模具1移动到二氧化碳供气位置，向成型模具1中供给二氧化碳。通常，二氧化碳在原料液中的溶解度比空气高。如果向已填充二氧化碳的成型模具1注入原料液，即使在注入过程中原料液中混入气泡，如果混入的气泡由二氧化碳构成，则通过二氧化碳溶解于原料液，小气泡能够消失。

然后，使旋转台71进一步旋转，使成型模具1移动到注入位置。关于在该注入位置的操作将在后续内容中阐述。

当型腔10被原料液充满时，注入结束。注入结束后，通过使旋转台71进一步旋转，将成型模具1移动到根据需要设置的脱泡位置。脱泡是指通过移动上述无杆气缸822的活塞部来倾斜成型模具1，从而从成型模具1的排出口50排出混入到型腔10中的气泡的工序。如图1所示，如果是在型腔10的上方具有排出孔51的成型模具1，则可通过倾斜成型模具1，从排出孔51排出型腔10中的气泡。并且，通常在注入结束后，型腔10中没有由气体构成的空间，因此即使为了脱泡而倾斜，但由于原料液的流动小，也不会产生严重的纹理。

然后，旋转旋转台71，并将成型模具1移动到垂直位置，并驱动无杆气缸822和电动气缸826，使成型模具1垂直。之后，旋转旋转台71，并将成型模具1移动到排出位置，将成型模具1从成型模具保持装置6取下，再转移到车载式输送带，将成型模具1移动到下一个工序。并且，在该车载式输送带中移动过程中，在低温(例如室温)下进一步进行聚合反应(低温聚合工序)，然后，从车载式输送带取下成型模具1，放入高温炉中加热成型模具1，在高温下进行聚合(本聚合工序)。

并且，如果在低温聚合过程中，通过弯折排出口50和注入口40来一次截断在排出孔51和注入孔41部分聚合的树脂，则后述的成型体的取出工序变得容易。

并且，在图11示出的例中，在旋转台71旋转一次的过程中，进行七个工序(供给、倾斜、CO₂、注入、脱泡、垂直、排出)和一个空闲工序，因此，上述保持单元在旋转台71上以等角度设置8个，能够同时并行实施各工序。

以下，参照图5～10说明在上述成型模具保持装置6的注入位置上的操作。

首先，驱动步进电机74，使旋转台71旋转，并将成型模具1移动到原料液注入位置。从而，将成型模具1设置为：成型模具1的注入孔41的顶端开口42与混合吐出部15的吐出孔161的顶端开口162在垂直方向上并排(图5)。此时成型模具1被保持为其注入口顶端面部44位于与混合吐出部15的吐出孔161平行的水平面上(参照图4(a))。

在完成该定位后，通过向上下位置设定用气缸814供给气体来伸出杆，并压下连接板812。基于此，成型模具注入孔41的顶端开口42的上端与吐出孔顶端开口162的上端接触(见图4(b))。如果由下部邻近传感器815B检测到此状态的连接板812的位置，则电磁阀62切换到中段的均衡状态，无杆气缸822的活塞部成为自由状态(图6)。然后，开始从混合吐出装置15的吐出孔161吐出原料液(见图4(c))。对此将在后详述。

接着，通过使电动气缸826的杆以预先设定的移动速度水平延伸，从而使成型模具1慢慢接近相对于水平面垂直的状态。此时，吐出的原料液的一部分开始注入到注入孔41内(参照图4(d))。

然后，电动气缸826的杆进一步延伸，成型模具1相对于水平面呈垂直状态(图7)。在此状态下，注入孔41的顶端开口42和吐出孔161的顶端开口162连接，从而原料液不会从注入孔41的顶端与吐出孔161的顶端之间的间隙流下(见图4(e))。在原料液到达型腔10中之前，进行上述姿势变更，之后固定成型模具1，从而可防止由于原料液在型腔10中流动带来的光学缺陷，可制得高品质的塑料透镜。

在型腔10中上升的原料液不久达到排出孔51。从而，在型腔10被原料液充满的状态下，能够停止从混合吐出装置15吐出原料液(见图4(f))。对此将在后阐述。

对于如上所述地对原料液已达到排出孔51进行的检测，可以根据型腔的10的内容积和流量事先计算出型腔10被原料液充满所需要的时间，并根据计算出的时间进行检测，也可使用传感器对成型模具1的上部的储液部53(见图1)的液面进行检测。

原料液的注入结束后，缩回电动气缸826的杆。并且，伸出注入孔密封用气缸92的气缸，并驱动注入孔密封单元来密封注入孔41(图8)。然后，缩回上下位置设定用气缸814的杆。从而，连接板812通过弹簧813上升，成型模具1的注入口顶端面部44离开吐出口顶端163(见图4(g)及图9)。

通过上部邻近传感器815A检测连接板812，确认连接板812已返回上端。根据上部邻近传感器815A的信号，步进电机74旋转一定量来使旋转台71旋转。从而成型模具1移动到脱泡位置。并且，与此同时，通过从无杆气缸822的外侧供给气体，使活塞部向内侧移动，从而成型模具1向相反侧倾斜并呈脱泡姿势(图10)。

在上述内容中，对于原料液到达型腔10中为止的成型模具1的姿势变更，针对使处于相对于水平面呈倾斜状态的成型模具1向竖直下方移动、然后变更成型模具1相对于水平面的倾斜度来的方式进行了说明。然而，成型模具的姿势变更并不限于上述方式，还可通过仅在竖直方向移动、仅变更倾斜度来进行成型模具1的姿势变更。并且，用于进行上所述姿势变更的各设备的操作可以由未图示的控制部来控制，并且能够与混合吐出装置的控制协作进行控制。

吐出停止及吐出重新开始

可对多个成型模具1依次进行以上说明的从塑料透镜原料液的注入到制得成型体的工序，从而可连续制造多个塑料透镜。此时，在结束对某一成型模具1的原料液的注入后，在将新成型模具1搬入注入位置并注入准备就绪之前的时间里，优选停止从混合吐出部15的吐出孔161吐出原料液。如上所述，将原料液的吐出暂时停止，可减少原料液废弃量，因此优选。其中，在吐出停止期间，由于混合室中的原料液进行聚合反应，因而如果停止搅拌则会以不均的状态进行聚合反应。因此，从聚合反应的均匀化角度考虑，优选即使在吐出停止期间也继续进行混合室中的搅拌。此时，由于在吐出停止期间，不搅拌保持在吐出孔161中的原料液，因此优选在吐出重新开始后进行排出，而不向新成型模具1导入。

成形体的取出

上述本聚合反应结束后，将成型模具1从高温炉取出，然后去除成型模具1取出成形体，从而得塑料透镜。此时通过手动或自动弯折注入口40和排出口50，将注入孔41和排出孔51内部的聚合物从型腔10内的聚合物分离，制得透镜形状的成形体。

(塑料透镜原料液)

以下，对塑料透镜原料液进行说明。

本发明的制造方法适用于采用高粘度且初始聚合速度快的原料液制造塑料制的塑料透镜的情况。例如，特别适用于采用混合后立即开始聚合并在10分钟以内固化的原料液制造塑料透镜的情况。根据本发明可制得光学特性良好的透镜，因此特别适合制造光学特性要求高的塑料眼镜透镜。并且，本发明中的聚合性成分可以是指具有聚合性基团的成分，例如，可以是单聚物或预聚物。

上述多种聚合性成分可以是含有以下成分(A)和成分(B)的成分，优选由以下成分(A)和成分(B)组成。

所述成分(A)是作为分子中具有环状结构的脂肪族二异氰酸酯与具有300～2500平均分子量的二元醇的反应生成物的端异氰酸酯预聚物，所述成分(B)是由通式(I)表示的一种或两种以上的芳香族二胺(在通式(I)中，R1、R2和R3各自独立为甲基、乙基和硫甲基中任一种)

化学式2

通式(1)

以下，对成分(A)和成分(B)进行说明。

(1)端异氰酸酯预聚物成分(A)

成分(A)为：作为分子中具有环状结构的脂肪族二异氰酸酯与具有300～2500平均分子量的二元醇的反应生成物的端异氰酸酯预聚物。作为生成上述端异氰酸酯预聚物的原料之一的二异氰酸酯是分子中具有环状结构的脂肪族二异氰酸酯，从而制造预聚物时或进行聚合时易于控制反应，并且能够赋予最终制得的成型体具有适度的弹性。并且，制得的成形体也能够具有高耐热性和良好机械特性。

分子中具有环状结构的脂肪族二异氰酸酯是指主链或支链上具有环状结构的脂肪族二异氰酸酯，环状结构可以是脂环、芳香环或杂环中的任一种。但是，从在防止变黄的同时保持充分的弹性和硬度的角度考虑，优选分子中具有环状结构的脂肪族二异氰酸酯是脂环式二异氰酸酯。与脂环式二异氰酸酯相比，由具有芳香环的异氰酸酯制得成型体容易变黄，而由链状脂肪族异氰酸酯制得的成形体柔软且具有形状保持性降低的趋势。

并且，作为脂环式二异氰酸酯，可举出异氰酸4，4′-亚甲基二(环己酯)、异佛尔酮二异氰酸酯、1，2-二(异氰酸根合甲基)环己烷、1，3-二(异氰酸根合甲基)环己烷、1，4-二(异氰酸根合甲基)环己烷、1，2-环己烷二异氰酸酯、1，3-环己烷二异氰酸酯及1，4-环己烷二异氰酸酯等。并且，作为具有芳香环的二异氰酸酯，可举出例如间苯二甲基二异氰酸酯、邻苯二甲基二异氰酸酯、对苯二甲基二异氰酸酯以及四甲基苯二亚甲二异氰酸酯(m-テトラメチルキシリレンジイソシアネ一ト)等。上述脂环式二异氰酸酯特别优选由异氰酸4，4′-亚甲基二(环己酯)、异佛尔酮二异氰酸酯、以及1，3-二(异氰酸根合甲基)环己烷组成的组中的至少一种。

作为生成上述成分(A)端异氰酸酯预聚物的另一个原料的二元醇的平均分子量为300～2500。本发明中的平均分子量是指数均分子量。若二元醇的平均分子量小于300，则不能赋予得到的成形体韧性，若大于2500，则得到的成形体变软，难以保持形状。上述平均分子量优选为400～1000。

平均分子量为300～2500的二元醇例如可以是聚醚类二元醇或聚酯类二元醇。这些二元醇与其他成分的相容性良好，因此优选。如果是与其他成分的相容性不良的二元醇的情况，则存在为了维持制得的成形体的透明性而需添加相容剂等其他成分或透明性会受到损害的可能性。

作为上述二元醇，例如可举出聚氧乙二醇、聚氧丙二醇、聚氧四亚甲基二醇、由乙二醇与己二酸生成的聚酯二元醇、由丙二醇与己二酸生成的聚酯二元醇、由二乙二醇与己二酸生成的聚酯二元醇、1，4-丁二醇与己二酸生成的聚酯二元醇、新戊二醇与己二酸生成的聚酯二元醇、1，6-己二醇与己二酸生成的聚酯二元醇、1，10-癸二醇与己二酸生成的聚酯二元醇、1，4-丁二醇与癸二酸生成的聚酯二元醇、乙二醇与ε-己内酯生成的聚己内酯二元醇、丙二醇与ε-己内酯生成的聚己内酯二元醇、二乙二醇与ε-己内酯生成的聚己内酯二元醇、1，4-丁二醇与ε-己内酯生成的聚己内酯二元醇、新戊二醇与ε-己内酯生成的聚己内酯二元醇、1，6-己二醇与ε-己内酯生成的聚己内酯二元醇、1，10-癸二醇与ε-己内酯生成的聚己内酯二元醇及聚乙二醇碳酸酯(polycarbonate glycols)等，优选地，可举出聚氧丙二醇、聚氧四亚甲基二醇、1，4-丁二醇与己二酸生成的聚酯二元醇、新戊二醇与己二酸生成的聚酯二元醇、1，6-己二醇与己二酸生成的聚酯二元醇及1，10-癸二醇与己二酸生成的聚酯二元醇等。

作为成分(A)端异氰酸酯预聚物的原料，可采用分子中含硫原子且平均分子量为300～2500的二元醇。如果向二元醇分子中导入硫原子，则可抑制阿贝数的降低，同时提高折射率。并且，硫在分子中存在的状态并没有特殊限制，优选通过硫键、二硫键、硫酯键、二硫酯键、硫碳键以及二硫碳键中的至少一种结合形式引入到分子中。硫原子通过上述结合形式引入到分子中，则成分(A)与其他成分的相容性好，并且能够得到无着色且透明性良好的成形体。另外，在通过上述以外的结合形式将硫原子引入到分子中时，存在例如成分(A)与其他成分的相容性变差的倾向，存在为了维持制得的成型体的透明性而需要添加相容剂等其他成分或出现明显的着色现象的可能性。考虑到以上几点，作为本发明中的成分(A)端异氰酸酯预聚物的另一个原料的二元醇优选通过硫键、二硫键、硫酯键、二硫酯键、硫-碳键或二硫-碳键中的至少一种结合形式将硫包含在分子中。

作为成分(A)的端异氰酸酯预聚物中异氰酸酯基的含量优选是以质量计10％～20％的范围。如果上述异氰酸酯基含量以质量计为10％以上，则可制得硬度高的成型体，如果以质量计为20％以下，则可制得韧性高(充足强度)的成形体。上述异氰酸酯基的含量更加优选以质量计为11％～15％。

(2)芳香族二胺成分(B)

所述成分(B)是由上述通式(I)表示的一种或两种以上的芳香族二胺。在通式(I)中，R1、R2和R3各自独立为甲基、乙基和硫甲基中任一种。通过R₁、R₂和R₃为上述取代基，能够抑制结晶性并提高与其他成分的相容性。并且，如果没有这些取代基或上述取代基少时，由于结晶性高而难以操作，如果是其他的取代基，则可能会导致与其他成分的相容性变差，因而制得的材料的透明性降低。

作为上述芳香族二胺，更加具体地，可举出以下化合物。1，3，5-三甲基-2，4-苯二胺、1，3，5-三甲基-2，6-苯二胺、1，3，5-三乙基-2，4-苯二胺、1，3，5-三乙基-2，6-苯二胺、1，3，5-三硫甲基-2，4-苯二胺、1，3，5-三硫甲基-2，6-苯二胺、3，5-二乙基-2，4-二氨基甲苯、3，5-二乙基-2，6-二氨基甲苯、3，5-二硫甲基-2，4-二氨基甲苯、3，5-二硫甲基-2，6-二氨基甲苯、1-乙基-3，5-二甲基-2，4-苯二胺、1-乙基-3，5-二甲基-2，6-苯二胺、1-乙基-3，5-二硫甲基-2，4-苯二胺、1-硫甲基-3，5-二甲基-2，4-苯二胺、1-硫甲基-3，5-二甲基-2，6-苯二胺、1-硫甲基-3，5-二乙基-2，4-苯二胺、1-硫甲基-3，5-二乙基-2，6-苯二胺、3-乙基-5-硫甲基-2，4-二氨基甲苯、3-乙基-5-硫甲基-2，6-二氨基甲苯及3-硫甲基-5-乙基-2，4-二氨基甲苯等。

上述芳香族二胺中，从使得制得的成形体不易白浊且赋予制得的成形体充足韧性的角度考虑，优选R₁为甲基，R₂和R₃分别为乙基或硫甲基中的任一种。作为上述芳香族二胺，更具体地可举出3，5-二乙基-2，4-二氨基甲苯、3，5-二乙基-2，6-二氨基甲苯、3，5-二硫甲基-2，4-二氨基甲苯及3，5-二硫甲基-2，6-二氨基甲苯等。

从得到充足韧性(强度)的角度考虑，作为成分(A)和成分(B)的混合比例，优选成分(A)中的异氰酸酯基与成分(B)中的氨基的摩尔比为1.00～1.15的范围。上述摩尔比更加优选为1.02～1.12的范围。

并且，根据需要在不影响成形体的透明性和强度的前提下，可向塑料透镜原料液添加脱模剂、抗氧化剂、紫外线稳定剂、防着色剂等添加成分。添加成分的例子可举出美国专利6127505号公报第6～7栏记载内容，但不限于此。上述申请的全部内容作为公开内容，在此援用。

(塑料透镜制造装置)

本发明的塑料透镜的制造装置是在上述塑料透镜的制造方法中使用的装置，该装置包括：混合吐出单元，搅拌并吐出含有多种聚合性成分的塑料透镜原料液；成型模具保持单元，将成型模具保持在可动状态；姿势变更单元，使上述成型模具保持单元所保持的成型模具进行姿势变更；以及控制部，控制上述混合吐出单元的搅拌及吐出以及通过上述姿势变更单元进行的姿势变更中的至少一个。

如针对本发明的制造方法说明的那样，本发明的制造装置中的姿势变更单元可包括变更相对于水平面在竖直方向上的成型模具的位置的上下位置变更单元以及变更成型模具相对于水平面的倾斜度的倾斜度变更单元。对于含有姿势变更单元的本发明的制造装置的详细内容，可参见上述本发明塑料透镜制造方法的说明内容。

本发明适用于眼镜透镜的制造领域。

Claims (11)

1.一种塑料透镜的制造方法，包括：

从具有混合室和与该混合室连通的吐出孔的混合吐出部的该吐出孔的顶端开口吐出塑料透镜原料液，所述混合室具有用于搅拌含有多种聚合性成分的所述塑料透镜原料液的搅拌单元；

向具有型腔和用于向该型腔内导入塑料透镜原料液的注入孔的成型模具，经由该注入孔的顶端开口注入所述吐出的塑料透镜原料液；以及

在该成型模具内聚合所注入的塑料透镜原料液而制得聚合物，

所述塑料透镜的制造方法的特征在于，

边在注入孔的顶端开口与吐出孔的顶端开口分离的状态下保持成型模具、边从所述吐出孔吐出塑料透镜原料液，然后，通过从该状态改变成型模具的姿势来使注入孔顶端开口与吐出孔顶端开口靠近并开始所述注入；以及

在注入的塑料透镜原料液到达型腔内之前连结注入孔的顶端开口和吐出孔的顶端开口并固定成型模具，并且维持该固定状态直到塑料透镜原料液充满型腔。

2.根据权利要求1所述的塑料透镜的制造方法，其特征在于，保持在注入孔的顶端开口与吐出孔的顶端开口分离的状态下的成型模具处于相对于水平面倾斜的状态，且在所述固定状态下，成型模具处于相对于水平面大致垂直的状态。

3.根据权利要求1或2所述的塑料透镜的制造方法，其特征在于，所述成型模具在注入孔顶端开口的周围具有平坦面，在所述固定状态下，该平坦面处于与吐出孔顶端开口紧贴的状态。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的塑料透镜的制造方法，其特征在于，在塑料透镜原料液吐出过程中，所述吐出孔以轴方向位于水平方向的状态固定。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的塑料透镜的制造方法，其特征在于，通过使处于相对于水平面倾斜的状态的成型模具移动到竖直下方，然后变更成型模具相对于水平面的倾斜度来进行所述成型模具的姿势变更。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的塑料透镜的制造方法，其特征在于，对多个成型模具依次进行从注入所述塑料透镜原料液到制得成形体的步骤，从而制得多个塑料透镜。

7.根据权利要求6中任一项所述的塑料透镜的制造方法，其特征在于，在塑料透镜原料液充满所述型腔后，边在混合室中继续搅拌塑料透镜原料液边停止所述吐出，并在向新的成型模具注入塑料透镜原料液时重新开始已停止的吐出。

8.根据权利要求7所述的塑料透镜的制造方法，其特征在于，重新开始吐出后，在将停止吐出过程中保持在吐出孔内的塑料透镜原料液吐出后再进行向新的成型模具的注入。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的塑料透镜的制造方法，其特征在于，所述塑料透镜原料液是下述成分(A)和成分(B)的混合液，

所述成分(A)是作为分子中具有环状结构的脂肪族二异氰酸酯与具有300～2500平均分子量的二元醇的反应生成物的端异氰酸酯预聚物，

所述成分(B)是由通式(I)表示的一种或两种以上的芳香族二胺，在通式(I)中，R₁、R₂和R₃各自独立为甲基、乙基和硫甲基中任一种，

化学式(1)

通式(I)

10.一种塑料透镜制造装置，其是在权利要求1至9中任一项所述的塑料透镜的制造方法中使用的塑料透镜制造装置，所述塑料透镜制造装置的特征在于，包括：

搅拌并吐出含有多种聚合性成分的塑料透镜原料液的混合吐出单元；

将成型模具保持成可动状态的成型模具保持单元；

使所述成型模具保持单元所保持的成型模具进行姿势变更的姿势变更单元；以及

控制所述混合吐出单元的搅拌及吐出以及通过所述姿势变更单元进行的姿势变更中的至少一个的控制部。

11.根据权利要求10所述的塑料透镜制造装置，其特征在于，

所述姿势变更单元包括：变更相对于水平面在竖直方向上的成型模具的位置的上下位置变更单元；以及变更成型模具相对于水平面的倾斜度的倾斜度变更单元。

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