CN1525905A - 树脂透镜半成品及其制造装置和制造方法 - Google Patents

Abstract

在树脂透镜注模用的壳体(5a)的模腔中注入其容积的50％～90％的量的树脂，使壳体保持大致水平，在其中央部产生由表面张力形成的隆起部分。形成树脂体(7a)；在保持该姿势不变的情况下进行加热聚合，脱模后形成树脂成形物(8c)。该树脂成形物，将中央的透镜部分(9c)和边沿部分(10c)成形为一体，切除边沿部分，成为可得到比模子的直径小的任意直径的树脂透镜的树脂透镜半成品，由此可节约光学树脂，并可得到所希望的树脂透镜。

Description

树脂透镜半成品及其制造装置和制造方法

技术领域

本发明涉及树脂透镜半成品的形状及其成形。

背景技术

近年来，提供了数量众多的作为眼镜透镜的原材料使用高折射率原材料的塑料透镜。通过使现有的塑料原材料的折射率高折射率化，可提供更薄的透镜，这样使得透镜整体上变薄，减少了1个透镜的原材料使用量。但是，在原材料制造厂中，用于高折射率原材料的开发与制造的成本却增加了，树脂透镜的原材料本身的成本增高了。从而，其现状是，在透镜铸造厂的每1个透镜的制造成本中原材料所占的成本也增高了。

作为眼镜透镜，与眼镜框的透镜安装部的大小相适合，现在流行的是直径80mm的树脂透镜。作为眼镜，视力矫正是其本来的目的，但同时，作为时尚性或功能性评价较高的透镜，有有色透镜、变色透镜、非球面透镜、二焦点透镜等，种类也相当丰富。从而，为适合所有种类的眼镜框，提供了上述大小的透镜。因此，在透镜制造厂中，用于模铸树脂的模子的直径做成80mm，不得不库存了许多相应于各种度数的模子，其库存数可达数千个。另一方面，作为耐用期使用(成形)100次左右需要进行再研磨，模子的维护费增大。但是，在实际中，在以处方透镜为对象的情况下，若成形的透镜的直径为60～70mm就足够了。由于凹透镜是透镜周缘部特别厚一些的形状，在现有的透镜中被切除、废弃的周缘部的树脂量达到整体的50％～10％。

从而，如将透镜直径做小，树脂的使用量可相当少，但若要从最初就做成直径小的透镜，则模子也必须小，当要是如上所述地另外准备模子，则会进一步使库存增加，负担变得更大。

本发明是有鉴于上述事实而做成的，其目的在于，提供通过节约光学树脂而可更廉价地得到高性能树脂透镜的树脂透镜半成品及其制造装置和制造方法。

发明内容

本发明者们，根据上述情况，为降低每1个透镜制造成本中原材料所占的成本而进行精心研究，结果，发现在透镜成形工艺中通过利用树脂的表面张力可达到目的，及至完成了本发明。

即，本发明的树脂透镜的半成品是用于切削加工去周缘部来制造所希望的树脂透镜的半成品，使应成为透镜的部分位于中央部，在其周缘部一体形成应被切削的薄的边沿。应成为透镜的部分与形成为周缘部的该应切削的边沿部分的分界部分由于树脂的表面张力成隆起形状。

例如，在用通常的模子制造壳体时，将该壳体水平放置，当注入规定量的大约一半左右的树脂并静置时，由于树脂的表面张力，在模子的大致中央部形成周边部不成水平而隆起来的树脂体。如在该状态下将其加热聚合，树脂硬化，上述的隆起也稍稍变得平缓，可得到中心部成形透镜、在其周边部一体成形为薄的边沿状部分的成形物。通过切除去该边沿状部分，即可得到直径比模子的直径小的树脂透镜。

透镜部分与薄边沿状部分成为一体的前述成形物，是用于得到透镜的预备成形物，是半成品。为了对应于现有各种度数而准备了一定程度加厚的成形物将其库存，根据需要在厚度方向进行切削研磨，所得制品叫做半成品透镜。但本发明中所称的半成品透镜与上述这样的半成品透镜有区别，是由于切去边沿的周缘部分得到正规的透镜，来定定位树脂透镜的半成品的。作为其形状，其特征在于，在应成为大致中央部的透镜本体的部分的周缘部分形成了被切削的薄的边沿部分，上述两部分的分界面由成形当中的树脂的表面张力而成隆起的形状。

其次，本发明的制造装置是用于得到上述半成品的制造装置，它具有：内部设有注入树脂的模腔的壳体，可将注入了树脂的前述壳体大致保持水平并进行输送的保持输送用具，可在将前述壳体保持于大致水平状态下对注入的树脂加热聚合的加热聚合机。

例如，首先将使用的面为凹形状和凸形状的成形用模子的中心部保持规定的间隙、并用粘结带密封周缘部，制作出形成模腔的壳体。在该工序中，当然要使2片模子的光轴重合，但使粘贴于模子周缘部的粘结带形成正确的圆筒面也很重要。

向壳体注入树脂时的壳体姿势可以是纵向或横向中的任何一种，但注入量必须是确实注入所要求的最低量，如果不足的话，透镜的直径会变小，因此，最好是使用能进行高精度计量的注入机。在将树脂注入了壳体之后，壳体必须是使光轴为垂直方向、将模子置于水平状态。因此，壳体保持件可利用前述粘结带形成圆筒面，可设置相当于插入圆筒面的缸的孔。但是，孔的侧壁不需为整体的，最好是除去侧壁的一部与底部，以便可到处进行热传导。

如在壳体倾斜的状态下进行加热聚合，所得到的透镜部分的中心是偏的，得不到规定直径的透镜。从而，为了将多个壳体插置于加热聚合机，准备了大致水平地保持壳体的保持输送用具、和设置了多个插入壳体的孔的托板，为了托板也被水平支承着，最外在加热聚合机上设置托板保持器具或保持构造。在制造工序中，壳体的姿势可取各种姿势，但为了使树脂体的形状稳定，最好是尽可能保持水平，至少在设置于加热聚合机上、在进行室温以上的加热之前的规定时间带里必须保持水平。

而且，本发明的制造装置，是配于壳体的模腔周缘部的环状构件，由于其厚度比模腔的厚度小，因此也可以做成为还具有在模腔上部形成空间的环状构件的形式。例如，在想要得到在本发明中透镜部分的半径比较大的树脂透镜半成品的情况下、或在使用粘性较低的树脂的情况下，通过使用这样的环状构件，可更容易得到所希望的透镜的半成品。

本发明的制造方法，是用于得到上述半成品的制造方法，在壳体的模腔内留下模腔容积的10％～50％的空间地注入树脂，将壳体大致保持水平，最好是在树脂流动性开始变小之后将其加热到室温以上。

在将树脂注入壳体的模腔内时，一边计量注入量一边注入规定量，由于注满到模腔容积的50％～90％，留下了显著的空间。注入量由所希望的透镜直径来决定。当将壳体大致保持水平时，在模腔中央产生树脂体，但由于在树脂中混合了促进聚合的催化剂，即使在室温下放置、树脂流动性也变小，树脂体的形状也稳定。在本发明中，为进一步减少树脂的使用量，从这个时刻将其加热到室温以上。即，当进行加热聚合时，树脂体的粘度一时下降，流动性增加，因此，树脂体走形，向周边扩展，但由于这一部分是不需要的部分，为了使其尽量减少，最好像上述这样地调整聚合条件。

附图说明

图1是注入树脂前的壳体断面图。

图2是表示向壳体注入树脂形成树脂体的状态的断面图。

图3是表示向壳体注入树脂形成树脂体的其他例子的断面图。

图4是本发明的树脂透镜的半成品的断面图。

图5是表示树脂注入量不同的本发明的树脂透镜的半成品的断面图。

图6是表示聚合条件不同的本发明的树脂透镜的半成品的断面图。

图7(a)～(c)是表示本发明的其他实施方式的断面图。

图8(a)～(e)是表示本发明的制造工序的立体图。

图9是表示保持输送用具及将其保持于加热聚合机内部的器具的立体图。

[附图标记说明]

1…凹型模子，2…凸型模子，3…粘结带，4…模腔，4a、4b…模腔周边部，5…壳体，6…树脂注入针，7a、7b…树脂体，8a、8b、8c、8d…成形物(树脂透镜的半成品)，9a、9b、9c…透镜部分，10a、10b、10c、10d…边沿，11a，11b…隆起部分，12…环状构件，14…保持输送用具，15…孔，16…爪，18…台架。

具体实施方式

下边用表与图说明本发明的实施方式。

如图1所示，将使用面的曲率半径为1480mm的玻璃制凹模的直径80mm的模子1、和曲率半径为113.8mm的凸模的直径80mm的模子2以中心部间隙为1.0mm的方式配置于同一轴心上，以粘结带3密封其周边部，构成模腔4，制作出2个构成上述模腔4的壳体5。如下所述地准备充填于该模腔4的树脂。且使用三井化学(株)制的单体。

硫代表硫醚单体(チオエピスルフイドモノマ一)90份(重量份)

硫醇单体                                  10份

N、N-二甲基环己基胺                       0.04份

N、N-二环己基甲基胺                       0.10份

醋酐                                      0.08份

Seesorb704                                3.0份

将上述材料搅拌混合之后，经过滤脱泡而调制出注模用的树脂、该树脂的粘度为42cps。

首先将制作出的壳体5中的一壳体5a横向静置，如图2所示，从粘结带部分通过注入针6向模腔中心部注入按上述要领调制成的树脂。树脂一边在模腔中心部的间隙1.0mm部分保持圆形，一边渐渐扩展开，一直注入到形成直径为65mm的圆形状，形成树脂体7a。在该树脂体的周缘部形成了由于表面张力形成的隆起部分。在该状态下，树脂并不达到充填满模腔的周边部4a，而在模子1的上面扩展而形成薄层。如图3所示，以同样的方法，向另一壳体5b的模腔中心部注入树脂，直至形成直径60mm的圆形树脂体7b。将这两个壳体5a与5b水平置入电炉内，在40℃下加热1小时，再在90℃下连续加热4小时，由此完成聚合。

聚合处理后，对壳体5a的模子进行脱模。如图4所示，所得到的成形物8a，中央有透镜部分9a，在其周边部一体成形了厚3mm、直径80mm的薄边沿部分10a。透镜部分在透镜凹面侧复制出凸型玻璃模的曲率半径113.8mm的面，在直径62mm的缘周部形成了隆起部分11a。透镜部分的度数为-6.00D，中心部的厚度为1.12mm。将该成形物8a作为试验透镜示于表1中。

另外，如图5所示，从另一壳体5b得到的成形物8b，中央有透镜部分9b，在其周缘部一体形成厚2mm、直径80mm的薄的边沿部分10b。透镜部分9b的凹面侧复制了凸型玻璃模的曲率半径113.8mm的曲面，在直径57mm处形成圆形隆起部分11b，透镜部分9b的度数为-6.00D，中心厚度是1.16mm。将该成形物11b作为试验透镜2示于表1。

若从这些结果进行分析研究，可以认为，开始在将树脂注入壳体时，在各自的模腔中心部产生圆形的树脂体7a与7b，在模腔周边部树脂仅形成树脂薄层，但只要看看所完成的成形物，由于透镜部分的凸面侧做成与模子直径相同的80mm，由加热聚合时的初始温度加热壳体，由于壳体内的树脂同时被加热，树脂的液温上升，由此，树脂的粘度暂时降低，模腔中心部的圆形树脂体变形，树脂向模腔周边部流动。为了减少这些状况中的树脂向模腔周边部的流动，根据树脂的种类都有适当的粘性，不能一概而论，但在不对透镜的聚合成形产生障碍的范围中提高注入时的树脂粘性进行使用、或者将初始聚合温度设定为常温或常温以下的温度，由聚合反应使壳体内的树脂粘性增高后进行加温聚合，这样做是有效的。另外，虽然当初将中心部的厚度设定为1.0mm，但与由通常的成形形成的透镜相比较，稍稍成形得厚些，判定为这是由于树脂的收缩涉及模子的面积减小，特别是没有树脂容积大的部分，和存在于模腔内的空隙中的空气的膨胀等引起的。

下边来示出基于实施例的试验透镜的数据。作为比较例所使用的-6.00D透镜的数据是以通常的生产方法制作的透镜的数据。

表1

透镜样品	透镜中心厚(cm)	透镜重量(g)
			通常生产的-6.00D透镜(1)	1.06	29.86
(2)	0.99	29.26
			(3)	1.07	29.72
(4)	1.09	29.75

(5)	1.03	29.53
			(6)	1.03	29.48
(7)	1.08	29.88
			(8)	1.05	29.68
(9)	1.05	29.58
			(1)～(9)的平均值	1.05	29.638
试验透镜(1)	1.12	20.73
			试验透镜(2)	1.16	16.36

根据上述表1，试验透镜1如与通常生产的-6.00D透镜相比较，透镜中心的厚度厚了些，但重量约减轻32％。同样，试验透镜2，与通常的透镜相比，尽管透镜中心的厚度厚了，但重量却减轻了45％。这样，即使使用直径80mm的玻璃制模子、制作全部规格的80mm的透镜，可由上述方法生产出任意直径的透镜，性能完全不变，而透镜材料成本至少可减少30％以上。

如上所述，由于认为是将树脂注入壳体后，立即进行加热聚合，降低了表面张力，树脂从树脂体流出，因此准备和图2所示的壳体5a同样的壳体，在注入树脂后并不立即使温度上升，而在使壳体静置养护约2小时后开始加热聚合，得到图6所示的成形物8c。成形物8c的边沿部分10c极薄，为约1mm或小于1mm。注入时树脂的液温度约为17℃，但由于混入了催化剂，当将壳体在20～24℃的室温下放置时，液温度上升，由于聚合进行，粘性增加，流动性变小，树脂体的形状稳定。当开始了加热聚合时，树脂的粘度一旦下降，向周边稍稍流出，但硬化也进展，想来不会产生大的变形，透镜部分的直径为64mm，可认为最初的树脂体大致原状态硬化。在本例中，使用面为凹形状模子使用的是曲率半径1480mm的模子，因此，在直径80mm的范围中是大致接近于平面的形状，是树脂容易扩展的形状。从而，在使用曲率半径比这小的模子的情况下，边沿部分的厚度和直径会更小。

而且，在将壳体纵向放置注入树脂的情况下，若将壳体水平静置，到完成树脂体至少需要30分钟～1小时。另外，在20～22℃的室温下，由催化剂产生的聚合进行，至树脂体的流动性变小需要约1小时。从而，作为图6所示的成形物的条件，设定了在壳体中注入树脂约2小时后进行加热的温度曲线。通过设定这样的聚合条件，可以尽量减少树脂的浪费。

上述成形物8a、8b及8c，由于是在其中央构成透镜部分的部分，在其周缘部构成比透镜部分薄的边沿部，因此将其整体叫做透镜是不合适的，在本发明中，把它们叫做树脂透镜的半成品，使用与前述成形物相同的符号。

下边根据图7说明本发明的其他实施形式。如图7(a)与图7(b)所示，在本实施例中。在壳体5的模腔4的周边部4b配置环状构件12。该环状构件12的厚度h′比模腔的厚度h小，在模腔周边部4b的环状构件12的上方产生空间，注入的树脂由于其表面张力而成为从环状构件12的上面隆起的形状。由此所得到的透镜半成品8d如图7(c)所示，成为从透镜部分的侧面的中央部附近突出边沿10d的形状。例如，考虑到在本发明中要得到透镜部分的半径比较大的树脂透镜的半成品的情况下、或在使用粘性较低的树脂的情况下，由于表面张力不能充分发挥作用，树脂过分扩展，有时难以得到所希望的成形品的情况。但在这样的情况下，由使用本例中那样的环状构件，谋求问题的解决。本例中的环状构件，其上面从中心部朝向外方渐渐变高，成稍稍倾斜的形状，但是，环状构件的形状或各部的尺寸不限定于此，只要是能由树脂的表面张力形成边沿即可。另外，作为环状构件的原材料，最好是脱模性能好的材料，可使用通常作为聚氯乙烯、聚乙烯、乙烯/醋酸乙烯共聚体等的垫片材料使用的材料。另外，在本实施形式中，在环状构件的厚度h′增大到接近模腔厚度h的情况下、或在树脂量少的情况下，边沿不成为显著突出的部分，但即使在这种情况下，其断面形状仍然成为曲线，可以认为是由表面张力作用的结果。在本发明中的所谓“边沿”也包含这样的部分。

其次，借图8来说明本发明的制造方法与装置，首先，如图8(a)所示，基于处方所选择的模子1a与2a由安装于旋转驱动轴20a和20b上的吸盘21a与21b保持，在使光轴一致并进行了中心部的间隙调整之后，将粘结带3粘结于模子的周缘部，使驱动轴转动、卷绕于全周上而完成图8(b)所示的壳体5。该壳体5由具有吸盘的机器手13自由运送。其次，如图8(c)所示，向沿纵向支承起来的壳体5插入注入针6，一边计量一边注入规定量的树脂。注入量为壳体的模腔容积的50％～90％。拔出注入针处用粘结带切片封闭，使树脂不会漏出。图8(d)示出了将注入了树脂的壳体插入保持输送用具14的孔15的情况。保持输送用具保持水平，同时在孔15中在4处设置用于正确接触壳体的粘结带面的爪16，垂直引导粘结带面，其前端部分16a将模子保持为同高度，并水平保持壳体。图8(e)表示将壳体5插置于了保持输送用具中的情况。

如图9所示，在保持输送用具14上设许多孔15，在各孔中分别插入壳体5。16a与16b是加热聚合时可流通空气的通气孔。在加热聚合机的内部、作为水平保持壳体的保持器具的一例，具有水平配置多个导轨17的台架18，可水平放置保持输送用具14。特别是在没有准备台架的情况下，只要在加热聚合机的内壁上设导轨即可。

如依本发明，使用通常用于成形树脂透镜的直径80mm的模子，可制作出比模子外径小的任意直径的透镜半成品，不浪费原材料，同时由此也可以缩短聚合时间，因此，可减小透镜的制造成本。从而，可向需要者提供更廉价的高性能的树脂透镜。另外，本发明被认为也是比如在提供在同一场所进行透镜制造和朝向眼镜框的压配加工的契机等的对现有流行的系统进行变革的一个原因。

Claims (5)

1.一种树脂透镜半成品，它是切削加工周缘部来制造树脂透镜的树脂透镜半成品，其特征在于，使应成为透镜的部分位于中央部，在其周缘部一体形成应切削掉的薄的边沿。

2.按权利要求1所述的树脂透镜半成品，其特征在于，前述应成为透镜的部分与形成于前述周缘部的应切削掉的边沿部分的交界部分由于树脂的表面张力形成隆起的形状。

3.一种制造权利要求1所述的树脂透镜半成品的制造装置，其特征在于，它具有：

内部具有注入树脂的模腔的壳体；

可大致水平保持、且可输送注入了树脂的前述壳体的保持输送用具；

可在将前述壳体保持于大致水平的状态下对注入的树脂加热聚合的加热聚合机。

4.按权利要求3所述的制造装置，其特征在于，还具有环状构件，该环状构件配置于前述壳体的模腔的周缘部，由于其厚度比模腔的厚度小，因此在模腔的上部产生空间。

5.一种用于制造权利要求1或2所述的树脂透镜半成品的制造方法，其特征在于，剩下模腔容积的10％～50％的空间地向壳体的模腔内注入树脂；大致水平地保持前述壳体；如果前述树脂的流动性开始变小则将其加热到室温以上。

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