JP2002292636A

JP2002292636A - プラスチック部品の成形用モールドおよびそれを用いたプラスチック部品の成形方法、プラスチック部品の成形用モールドの洗浄方法

Info

Publication number: JP2002292636A
Application number: JP2001103500A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Kasai; 嘉彦河西
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2001-04-02
Filing date: 2001-04-02
Publication date: 2002-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】プラスチック成形部品の品質および製造歩留
まりは、その成形用モールドの清浄度に大きく左右され
るが、その一方で成形用モールドの表面清浄化には、純
水や電気など多くのエネルギーを必要としていた。本発
明は低エネルギーで極めて高い清浄度を実現する清浄化
技術を提供する。【解決手段】プラスチック部品の成形用モールドの表
面に光触媒層を全面もしくは部分的に配したプラスチッ
ク部品の成形用モールドを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチック部品
の成形用モールド、およびそれを用いたプラスチック部
品の成形方法、更にはプラスチック部品の成形用モール
ドの洗浄方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】工業分野の中で光学部品と呼ばれるもの
としては、カメラレンズ、望遠鏡用レンズ、顕微鏡用レ
ンズ、ステッパー用集光レンズ、眼鏡レンズ等に代表さ
れる光学レンズの他に、プリズム、カバーガラス、光学
フィルタ等を挙げることができる。これらの中でも特に
プラスチック眼鏡レンズは、ガラス製の成形用モールド
を用いて成形され、また、高い外観品質が要求されるこ
とから精密洗浄技術が要求される。以降、プラスチック
眼鏡レンズ（以降プラスチックレンズとする）を例にと
り説明する。プラスチックレンズの製造工程は、重合、
研磨、ハードコート、染色、反射防止膜形成等からな
る。何れの工程においても所定の外観品質を満足するた
めに大量の水や電気エネルギーを使って洗浄が行われ
る。例えば、重合後、成形用モールドより離型分離され
たプラスチックレンズの洗浄工程では、洗浄、リンス、
温水引き上げ、乾燥等からなる全部で１５〜２０槽もの
槽構成を擁する洗浄装置を必要とし、大量の純水やアル
カリ界面活性剤に代表される洗浄液、および温水製造や
乾燥のためのヒーター加熱用電力、更には洗浄に伴って
発生する排水や廃棄物の処理も必要である。

【０００３】また、プラスチックレンズは傷が付き易い
ためハードコート被膜を形成するが、このハードコート
の前にも洗浄が必要であり、場合によってはハードコー
ト膜の密着性確保のためにＫＯＨ溶液を用いることもあ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】プラスチック部品の成
形用モールドは、成形時の未架橋モノマーの付着や原料
に含まれる水分がモールド表面に重なり、都度拭き取る
か又は何度か成形した後に拭き取りが必要となる。従来
技術で例示したプラスチックレンズ成形の場合がその代
表例で、プラスチックレンズを成形するためのガラス型
表面は高い清浄度が要求される。つまり、ガラス型が汚
れているとプラスチックレンズに転写されて表面のしみ
不良となり、プラスチックレンズとしての機能を果たす
ことが出来ない。従って、プラスチックレンズの成形用
モールドやプラスチックレンズそのものの表面は非常に
精密な洗浄度が要求され、これを達成するためには多く
の純水や電気エネルギーを必要とするばかりでなく、高
度な排水処理システムをも必要とするなど様々な面で環
境への負荷が重くなるという問題点を有する。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
洗浄が容易で環境負荷の極めて少ないプラスチック部品
の成形用モールド、およびそれを用いたプラスチック部
品の成形方法、ならびにプラスチック部品の成形用モー
ルドの洗浄方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するために鋭意検討を重ねた結果、プラスチック部
品の成形時に汚れの付着する成形用モールドの表面に光
触媒を被覆するか、または成形用モールド中に光触媒を
混入させ、光触媒の活性力を利用して常に清浄表面を保
ち、繰り返し成形することが有効であることを知見し
た。つまり成形用モールドから成形品を取り出すと、成
形用モールド表面が蛍光灯等の紫外線を受けて有機物質
の汚れをガス化して清浄表面に戻し、水分もガス化して
水分レスの表面を確保する。また、光触媒作用と外部か
ら短波長光線、例えば２５４．７nmの紫外線を含む光線
をあてて、オゾンガスを発生させ分解を早めることが有
効であることも見出した。

【０００７】従って、請求項１に記載の発明は、プラス
チック部品の成形用モールドにおいて、前記成形用モー
ルド表面に、酸化物半導体より構成される光触媒層を全
面もしくは部分的に配してなることを特徴とするプラス
チック部品の成形用モールドを提供する。

【０００８】請求項２に記載の発明は、プラスチック部
品の成形用モールドにおいて、硬質金属、ガラス、セラ
ミックス、及びそれらを組み合わせた成形用モールドに
光触媒を混入したことを特徴とするプラスチック部品の
成形用モールドを提供する。

【０００９】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２記載のプラスチック部品の成形用モールドを用いるこ
とを特徴とするプラスチック部品の成形方法を提供す
る。

【００１０】請求項４に記載の発明は、請求項1または
２記載のプラスチック部品の成形用モールドを、紫外線
を含む光エネルギーを照射して洗浄することを特徴とす
るプラスチック部品の成形用モールドの洗浄方法を提供
する。

【００１１】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
のプラスチック部品の成形用モールドの洗浄方法におい
て、前記紫外線は短波長を含むことを特徴とするプラス
チック部品の成形用モールドの洗浄方法を提供する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明するが、本発明は下記の実施の形態に制限される
ものではない。

【００１３】（実施例１）本実施例では、プラスチック
レンズ製造におけるガラス型の洗浄を例に説明する。ま
ず、硼珪酸ガラス製のプラスチックレンズ用ガラス型を
４００℃に保ち、ＲＦスパッタ法によりガラス型表面に
０．１μｍのチタニア膜を形成した。図１に示す１１
ａ、１１ｂ、１２ｃ、１２ｄは、ガラス型表面にスパッ
タされた光触媒薄膜層を示す。ここで、光触媒とは酸化
チタンに代表されるような光半導体群をいう。具体的に
は、ＴｉＯ_２、ＳｒＴｉＯ_３、ＦｅＴｉＯ_３、ＭｎＴｉ
Ｏ_３、ＫＴａＯ_３、ＺｎＯ、ＺｎＯ_２、ＷＯ_３、ＲｅＯ
_３、Ｂｉ_２Ｏ_３、ＣｄＳ、ＣｄＯ、ＣａＰ、ＢａＴｉＯ
_３、Ｋ_２ＮｂＯ_３、Ａｇ_２Ｏ、ＭｎＯ_２、Ｃｕ_２Ｏ、Ｒ
ｕＯ_２、Ｎｄ_２Ｏ_５、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｓｍ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２
Ｏ_３、Ｄｙ_２Ｏ_３、ＬａＲｈＯ_３、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｆｅ_２
Ｏ_３、Ｖ_２Ｏ_５、ＳｎＯ_２、ＧａＰ、Ｓｉ、ＺｎＰ、Ｉ
ｎＰ、Ｉｎ_２Ｏ_３等の単独または複合体の光触媒半導体
を例示する事ができる。これらのなかでもアナターゼ型
の結晶構造のチタニア（ＴｉＯ_２）やＳｎＯ_２などの機
械的、化学的に安定な物質が好ましい。更に触媒能を
高めるための添加剤として、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆ
ｅ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒ
ｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｗ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ等
の金属類があげられる。

【００１４】次に、プラスチックレンズの製造工程であ
るが、図１に示した様にガラス型１１、１２の外周部を
テープ１３で巻き上げた後にレンズモノマーを細針によ
り注入した。これを重合炉で２０時間かけてポリマー化
した後、テープ１３を剥がしてガラス型１１、１２とプ
ラスチックレンズ１４に離型分離し、プラスチックレン
ズ１４を得た。

【００１５】その後、アイグラフィック（株）製ＵＶ
オゾン洗浄装置（型式ＯＣ−２５０６１５−ＤＡ）に
ＳＵＳ製メッシュにて作成した乾式洗浄用網篭にガラス
型を使用面を光源側にセットして５分間触媒による有機
物の分解洗浄およびオゾンガス洗浄を行った。その後、
前述のプラスチックレンズの製造工程を繰り返し行っ
た。その結果、従来の１０数槽からなる洗浄装置を用い
た洗浄方法では工程不良率が１２〜１３％あったものが
２〜３％に減少し、高歩留まりを維持することが出来
た。更に、従来約４５分も要していたガラス型の洗浄時
間は約５分に短縮された。また、ガラス型は強化処理の
ためＮａイオンとＫイオンとを交換し強度を保っている
が、水洗浄を繰り返し行うことでＫイオンが抜けて行
き、重合中に割れてしまう場合があった。これについて
も、本発明実施以降は不可抗力以外の割れは見受けられ
なかった。本発明によって、電気や水などの資源類が節
約出来たことは言うまでもない。

【００１６】（実施例２）本実施例では、携帯電話表示
部のカバー部品製造における金型の洗浄を例に説明す
る。まず、携帯電話表示部のカバー部品のインジェクシ
ョン用金型の表面に、チタン酸ストロンチュウム薄膜を
実施例１と同様にスパッタで０．２μｍの厚みに形成し
た。上型、下型ともランナーも含めて薄膜をつけ、金型
が開いた時にＵＶ照射出来るように（株）日本フォトサ
イエンスの低圧水銀灯（型式ＡＺ−１２）の反射ミラー
カバー付きをセットしブースタラム式の射出成形機で２
個取り、成形サイクル３０秒でアクリル樹脂製の前記カ
バー部品を自動成形した。Ｍｓは固定側金型、Ｍｍは可
動側金型、Ｌａ、Ｌｂは紫外線ランプを示し、Ｌｃは光
線反射ミラーカバーを模式的に示す。続いて、前記カバ
ー部品表面に酸化珪素と酸化ジルコニアの積層膜の反射
防止膜を真空蒸着法により施した。

【００１７】アクリル樹脂は熱可塑性樹脂のため、蒸着
時に高い温度がかけられないため、耐候性試験後の膜の
クロスカット試験でしばしば膜ハガレが生じていたが、
本発明により膜密着性は格段の向上をみた。数値的に
は、従来が８０／１００とすると本発明は１００〜９８
／１００であった。この差は、本発明の効果として金型
表面の清浄度向上が寄与したものと考えられる。

【００１８】

【発明の効果】本発明のプラスチック部品の成形用モー
ルドおよびこれを用いたプラスチック部品の成形方法、
プラスチック部品の成形用モールドの洗浄方法を用いる
ことにより、従来は１０数槽もの槽構成からなる洗浄装
置を要していた洗浄工程を不要とし、省エネ、ゼロエミ
ッションを実現することができる。その結果、洗浄に伴
う環境への負荷を大幅に低下させることが可能となっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明をプラスチックレンズ製造に適用した場
合の一例を示す断面図。

【図２】本発明をインジェクションに適用した場合の一
例を示す概念図。

【符号の説明】

１１、１２モールド型１１ａ、１１ｂ、１２ｃ、１２ｄ光触媒層１３テープ１４プラスチックレンズＭｓ固定側金型Ｍｍ可動側金型Ｌａ、Ｌｂ紫外線ランプＬｃ光線反射ミラーカバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4F202 AA21 AH74 AJ06 AJ09 AM13 CA01 CB01 CD22 CK11 4G069 BA04B BA48A BA48C BB06B BC12B BC50B CD10 DA06 EA08 FB02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラスチック部品の成形用モールドにおい
て、前記成形用モールド表面に、酸化物半導体より構成
される光触媒層を全面もしくは部分的に配してなること
を特徴とするプラスチック部品の成形用モールド。
【請求項２】プラスチック部品の成形用モールドにおい
て、硬質金属、ガラス、セラミックス、及びそれらを組
み合わせた成形用モールドに光触媒を混入したことを特
徴とするプラスチック部品の成形用モールド。
【請求項３】請求項１または２記載のプラスチック部
品の成形用モールドを用いることを特徴とするプラスチ
ック部品の成形方法。
【請求項４】請求項1または２記載のプラスチック部品
の成形用モールドを、紫外線を含む光エネルギーを照射
して洗浄することを特徴とするプラスチック部品の成形
用モールドの洗浄方法。
【請求項５】請求項４に記載のプラスチック部品の成形
用モールドの洗浄方法において、前記紫外線は短波長を
含むことを特徴とするプラスチック部品の成形用モール
ドの洗浄方法。