JP2008030431A - プラスチックレンズの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズに脈理が発生せず、工程作業を高速、かつ効率的に行うことができるプラスチックレンズの製造方法を提供すること。
【解決手段】少なくとも、対向する一対のモールドと、それらを固定してキャビティーを形成し、かつ原料モノマー組成物を上記キャビティー内に注入するための注入口を有するプラスチック製ガスケットとから構成された鋳型のキャビティー内に、上記プラスチック製ガスケットの注入口から原料モノマー組成物を注入し、該注入口を封止した後、重合を行うプラスチックレンズの製造方法であって、上記プラスチック製ガスケットの注入口の封止を、超音波による溶着によって行うプラスチックレンズの製造方法である。
【選択図】図２

Description

本発明はプラスチックレンズの製造方法に関し、詳しくは、重合時に、プラスチック製ガスケットの注入口に存在する過剰の原料モノマー組成物がレンズ成型用鋳型のキャビティー内に引き込まれることを抑制することができるため、プラスチックレンズに脈理が発生せず、また、急激な過熱が原料モノマー組成物に及ぶことがないので、組成の均一なプラスチックレンズを得ることができ、工程作業を高速、かつ効率的に行うことができるプラスチックレンズの製造方法に関するものである。
さらに、本発明は、プラスチック製ガスケットの注入口の封止を超音波溶着により行う際に、超音波溶着部から発生するガスケット材の粉末の飛散によるキャビティー内の汚染のおそれが回避され、異物や曇りのない透明性に優れたプラスチックレンズを得ることができ、工程作業を高速、かつ効率的に行うことができるプラスチックレンズの製造方法に関するものである。

近年、プラスチック製レンズは、無機ガラス製レンズに比べて軽量性、安全性という特性を有するため広く利用されるようになってきている。特に、眼鏡用レンズにおいてはジエチレングリコールビスアリルカーボネート樹脂（以下、「ＣＲ−３９樹脂」という）が主流であった。しかしながら、この樹脂は屈折率が１．５０程度と低く、ガラスレンズと比較するとレンズが厚くなるという問題があり、プラスチックレンズの高屈折率化の提案が種々なされている（例えば、特許文献１及び２）。特許文献１に記載されている、ポリイソシアネート化合物とポリチオール化合物とを反応させて得られるポリチオウレタン樹脂や、特許文献２に記載されているエピチオ基を有する化合物と、ポリチオール化合物とポリイソシアネート化合物とを重合させてなるプラスチックレンズは屈折率が高くアッベ数も大きいことから広く利用されるようになってきている。
通常、これらのプラスチックレンズを製造する工程は、レンズ原料となる主モノマー、及び必要な添加剤を秤量し、混合攪拌し、組成が均一な溶液とする調合工程、この溶液を、ガラス製又は金属製のモールドと、プラスチック製ガスケットとからなるレンズ成型用鋳型に注入する注入工程、適当な温度プログラムで重合を行う重合工程、重合により得られたレンズを鋳型から取り出す離型工程等からなっている。
上記レンズ成型用鋳型が、モールドと、注入口を持たないガスケットとから構成された密閉型の鋳型である場合、上記注入工程では、この鋳型のシール部を強制的に開いて、その隙間にノズルを挿入し、このノズルによりモノマー組成物を鋳型のキャビティー内に注入する。このキャビティーをモノマー組成物で確実に満たしてキャビティー内部に気泡を残さないようにするためには、いったん過剰のモノマー組成物をキャビティー内に注入し、過剰分のモノマー組成物をキャビティー外に押し出しながら、上記シール部の隙間を閉じることにより密閉する方法が採用される。
この場合、押し出されてキャビティー外部に漏れ出したモノマー組成物は、鋳型の外側部分や製造工程で用いるラック等の製造設備を汚損するため、これらを洗浄するための設備が必要となるだけでなく、製品となるレンズの汚損につながるという不都合が生じる。このため、製造歩留まり低下を招いたり、モノマー組成物の性質によっては、レンズをまったく製造することができない状態を招いたりすることになる。
そこで、近年はガスケットにモノマー組成物専用の注入口を設け、この注入口から注入する方法が主流になりつつある。この方法は、一般に、鋳型のキャビティー内にモノマー組成物を注入して満たして行き、液面が注入口に達した時点で注入を止め、注入口をシールして密閉する方法である。この方法ではモノマー組成物が鋳型の外にあふれることがなく、上記のような問題が起こることはない。注入口をシールする方法としては、特許文献３に開示されているように、アルミニウム箔やプラスチック製のフィルムに熱可塑性エラストマーをラミネートしたフィルムを用いて熱溶着する方法が知られている。

しかし、熱溶着による急激な過熱がモノマー組成物に及ぶと、異常反応を起こしやすく、均一なプラスチックレンズを得ることができない結果となる。そこで、熱の影響を排除するために、シール部はモノマー組成物から一定の距離をとる必要がある。また、重合工程での重合収縮により、注入口部のモノマー組成物がキャビティー方向に引き込まれてしまうため、注入口部には、少なくとも引き込み分以上の液量のモノマー組成物が存在することが必要となる。さらに、注入時に注入口を満たす液量に高い精度が得られない場合、注入口の液量をさらに多くして公差を吸収することが必要となる。ただし、注入口部からキャビティー内に引き込まれるモノマー組成物の液量が一定量を超えると、重合時にそのモノマー組成物の影響も無視できなくなり、この部分の重合状態が不均一となる。そのため、しばしばプラスチックレンズの注入口付近の箇所に特有の脈理が発生することになり、このような問題を解決する方法が求められていた。

特開平７−３１６２５０号公報 特開２００１−３３０７０１号公報 特開平７−１６４５５０号公報

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、原料モノマー組成物の重合時に、ガスケット本体に設けられた注入口に存在する過剰の原料モノマー組成物が鋳型のキャビティー内に引き込まれることを抑制することができ、このため、上記重合により得られたプラスチックレンズの上記注入口付近の箇所に脈理が発生せず、また、急激な過熱が原料モノマー組成物に及ぶことがないので、組成の均一なプラスチックレンズを得ることができ、工程作業を高速、かつ効率的に行うことができるプラスチックレンズの製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、レンズ成型用鋳型のキャビティー内に、プラスチック製ガスケットの注入口から原料モノマー組成物を注入し、この注入口を封止した後、重合を行うプラスチックレンズの製造方法において、上記プラスチック製ガスケットの注入口の封止を、特定の方法によって行うことにより、上記目的が達成されることを見出した。本発明はかかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち、本発明は、以下のプラスチックレンズの製造方法を提供するものである。
１． 少なくとも、対向する一対のモールドと、それらを固定してキャビティーを形成し、かつ原料モノマー組成物を上記キャビティー内に注入するための注入口を有するプラスチック製ガスケットとから構成された鋳型のキャビティー内に、上記プラスチック製ガスケットの注入口から原料モノマー組成物を注入し、該注入口を封止した後、重合を行うプラスチックレンズの製造方法であって、上記プラスチック製ガスケットの注入口の封止を、超音波による溶着によって行うことを特徴とするプラスチックレンズの製造方法。
２． プラスチック製ガスケットの注入口の超音波溶着による封止を、該ガスケットの注入口部において超音波により溶着される部分を圧接し、該ガスケットの注入口部であって上記溶着される部分よりキャビティー側に位置する部分を密接させた状態で行う上記１に記載のプラスチックレンズの製造方法。
３． 超音波により溶着される部分の圧接を、ホーンとアンビルとによる押圧挟持により行い、かつ上記溶着される部分よりキャビティー側に位置する部分の該ガスケット注入口の密接を、押さえ具と該押さえ具に対向する受け具を用いて該圧接と同時に又は該圧接に先行して行う上記２に記載のプラスチックレンズの製造方法。
４． 超音波により溶着される部分の圧接、及び上記溶着される部分よりキャビティー側に位置する部分の密接を、少なくとも一方に段差を設けた、ホーンとアンビルとによる押圧挟持により行い、ホーンとアンビルとの隙間がより広い箇所を上記溶着される部分よりキャビティー側に位置する部分に対応させ、上記圧接と上記密接とを同時に行う上記２に記載のプラスチックレンズの製造方法。
５． プラスチック製ガスケットが、オレフィン系熱可塑性樹脂を用いて得られたものである上記１〜４のいずれかに記載のプラスチックレンズの製造方法。

本発明の製造方法によれば、原料モノマー組成物の重合時に、ガスケット本体に設けられた注入口に存在する過剰の原料モノマー組成物が鋳型のキャビティー内に引き込まれることを抑制することができる。このため、上記重合により得られたプラスチックレンズの上記注入口付近の箇所に脈理が発生せず、また、急激な過熱が原料モノマー組成物に及ぶことがないので、均一なプラスチックレンズを得ることができ、工程作業を高速、かつ効率的に行うことができる。
さらに、プラスチック製ガスケットの注入口の超音波溶着による封止を、ガスケットの注入口部における超音波溶着部よりキャビティー側の部分を密接させた状態で行うことにより、超音波溶着部から発生するガスケット材の粉末の飛散によるキャビティー内の汚染のおそれが回避され、異物や曇りのない透明性に優れたプラスチックレンズを得ることができる。

本発明で用いられる鋳型は、少なくとも、対向する一対のモールドと、それらを固定してキャビティーを形成し、かつ原料モノマー組成物を上記キャビティー内に注入するための注入口を有するプラスチック製ガスケットとから構成される。上記の対向する一対のモールドによって、プラスチックレンズの光学面（凸面と凹面）が形成される。図１は、本発明で用いるプラスチック製ガスケットの一例を示す斜視図であって、このプラスチック製ガスケットは、この図１に示すように、ガスケット本体１と、原料モノマー組成物を注入するための注入口２とで構成されている。ガスケット本体１の形状はリング状又は円筒状であり、ガスケット本体内壁には、一対のモールドが所定の間隔を保って嵌め込まれる。注入口２は、この一対のモールドの間に位置するガスケット本体１壁を開口して設けられたものであり、注入口は１個でも２個以上でもよい。この注入口２の形状は任意であるが、原料モノマー組成物の注入が容易で、超音波溶着が円滑に行われるための構造を有することが必要である。このような観点から、注入口としては、断面が円形、楕円形、扁平円形等であって、筒型形状を持つものを挙げることができる。

上記プラスチック製ガスケットとしては、熱可塑性樹脂を用いて得られた成型品を好適に用いることができ、熱可塑性樹脂のうち、成形性、柔軟性、耐熱性、耐モノマー安定性及び価格等の観点から、オレフィン系エラストマーを用いるのが特に好ましい。オレフィン系エラストマーの具体例としては、低密度ポリエチレンからなるポリエチレン系エラストマー、ポリプロピレンホモポリマーにゴム成分を微分散させたポリプロピレン系エラストマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体及びエチレン−アルキルアクリレート共重合体などが挙げられる。

本発明のプラスチックレンズの製造方法を、図２を参照して説明する。図２は、プラスチックレンズの製造工程を示す概略断面図である。図２において、ガスケット本体１と注入口２とで構成されるプラスチック製ガスケットは、図１に示すガスケットである。また、図２において３は上型モールド、４は下型モールドであり、上型モールド３及び下型モールド４はガスケット本体１に所定の間隔を保ってはめ込まれ、キャビティー５を形成している。
図２（ａ）に示すように、まず、注入口２に挿入されたノズル６からモノマー組成物７がキャビティー５に注入される。ノズル６は、不図示の注入装置に接続され、この注入装置は、モノマー組成物が満たされた不図示のタンクに接続されている。モノマー組成物の注入は、空気や窒素による加圧又はポンプを用いて行うのが一般的であり、これらを組み合わせた方法を採用してもよい。
モノマー組成物の注入は、図２（ｂ）に示すように、モノマー組成物７がキャビティー５内を満たし、注入口２の上部に達するまで行う。次いで、注入口２におけるキャビティー５に近い側２ａを、超音波溶着により封止する。その後、モノマー組成物７を重合してプラスチックレンズを得る。

本発明のプラスチックレンズの製造方法においては、上述したプラスチック製ガスケットの注入口の超音波溶着による封止を、ガスケットの注入口部において超音波により溶着される部分を圧接し、上記溶着される部分よりキャビティー側に位置する部分を密接させた状態で行うことが好ましい。注入口の封止を超音波による溶着によって行う場合、超音波の激しい振動でしばしば溶着部の付近にガスケット樹脂材料の粉末が飛散する現象が観察されるが、これらがプラスチックレンズのキャビティー内に混入するとプラスチックレンズに異物、汚れ、曇り等の不都合が発生し、製品としての価値を大きく損なうことがある。このような場合には上記条件を満足させることにより、キャビティー内の汚染のおそれが回避され、異物や曇りのない透明性に優れたプラスチックレンズを得ることができる。このような製造方法としては、下記製造方法（ｉ）及び製造方法（ii）を挙げることができる。

製造方法（ｉ）は、上記超音波により溶着される部分の圧接を、ホーンとアンビルとによる押圧挟持により行い、かつ上記溶着される部分よりキャビティー側に位置する部分の密接を、押さえ具と該押さえ具に対向する受け具押圧挟持により行い、該密接を、該圧接と同時に又は該圧接に先行して行う製造方法である。
この製造方法（ｉ）を、図３を参照して説明する。図３は、プラスチックレンズの製造工程を示す概略断面図であり、押さえ具と該押さえ具に対向する受け具を用いた前記密接を溶着に先行して行う製造方法を示したものである。図３において、鋳型１１は、図２に示す上型モールド３及び下型モールド４と同様のモールドがガスケット本体１に所定の間隔を保ってはめ込まれ、２つのモールドで不図示のキャビティーを形成している。

図３（ａ）に示すように、まず、モノマー組成物１６が不図示のキャビティー内を満たし、注入口１２まで達した状態で、アンビル１４と押さえ具１５とで注入口１２の一部を押圧挟持する。この押圧挟持は、注入口１２の内壁同士の密接状態が維持される程度の押圧により行う。図３では押さえ具１５とアンビル１４とによる挟持状態を示しているが、注入口１２が密接状態が維持できれば、押さえ具に対向する受け具としてアンビル以外のものを用いてもよい。このような密接状態にある注入口１２の内壁には超音波が伝達されないので、押さえ具１５とアンビル１４とで押圧挟持された部分は超音波溶着しない非溶着部となる。なお、図３では注入口１２におけるモノマー組成物１６の液面は、注入口１２における押さえ具１５の位置、及び注入口１２における溶着部の位置まで達していないが、これを超えた場合も同様である。
次いで、図３（ｂ）に示すように、アンビル１４と押さえ具１５とで押圧挟持された位置よりも外側を、アンビル１４とホーン１３とで押圧挟持し、さらに押圧しながらホーン１３を通して超音波発振する事により、アンビル１４とホーン１３とで押圧挟持された部分が超音波溶着される（溶着シール部１７）。このとき溶着シール部１７で発生したガスケット材の粉末は非溶着・密接部１８に遮られて、これよりもキャビティー側に拡散することはない。加えて、注入口１２におけるモノマー組成物１６の液面が注入口１２における押さえ具１５の位置、及び注入口１２における溶着部の位置を越えている場合、注入口１２内の溶着シール部１７と非溶着・密接部１８の間の空間に存在するモノマー組成物は溶着時のホーンの押圧とともに圧縮方向の作用が生じるため、その反作用として該空間の外側に勢いよく排出される。溶着時の超音波によって発生したガスケット材の粉末はこの流れに乗って外側に押し出されるため、キャビティー側に拡散することはない。超音波溶着が終了した後、図３（ｃ）に示すように、ホーン１３と押さえ具１５を開放することにより、それぞれとアンビル１４とによる押圧挟持が解除される。押さえ具１５を開放してもガスケット材の粉末はそのままの位置に留まり、キャビティー内に混入することはない。
図３に示す製造工程において、アンビル１４と押さえ具１５による注入口１２の内壁同士の密接は、注入口１２を封止する前からなされているが、注入口１２の封止と同時に、すなわちホーン１３による押圧挟持と同時に行っても同様の効果が得られる。

このように製造方法（i）はキャビティー内の汚染のおそれが回避されるため、異物や曇
りのない透明性に優れたプラスチックレンズを得ることができる。
製造方法（ii)は、上記超音波により溶着される部分の圧接、及び上記溶着される部分よりキャビティー側に位置する部分の密接を、少なくとも一方に段差を設けた、ホーンとアンビルとによる押圧挟持により行い、ホーンとアンビルとの隙間がより広い箇所を上記溶着される部分よりキャビティー側に位置する部分に対応させ、上記圧接と上記密接とを同時に行う製造方法である。
この製造方法（ii）を、図４参照して説明する。図４は、プラスチックレンズ製造における溶着シール工程を示す概略断面図である。図４において、鋳型２１は、図３において説明した鋳型１１と同様である。

図４（ａ）に示すように、まず、モノマー組成物２５が不図示のキャビティー内及び注入口２２を満たしている状態で、アンビル２４とホーン２３とで注入口２２を押圧挟持する。アンビル２４とホーン２３には段差が設けられており、この段差により、図４（ｂ）に示す溶着シール部２６に対応する部分の注入口２２の内壁にかかる押圧と段差部に相当する非溶着・密接部２７に対応する部分の内壁にかかる押圧に大きな差が生じる。
次いで、この状態で、ホーン２３を通して超音波伝達することにより、アンビル２４とホーン２３とで強く押圧された溶着シール部２６相当部分が超音波溶着される。このときアンビル２４とホーン２３とで弱く押圧された非溶着・密接部２７相当部分はホーン２３からの超音波伝達が注入口２２の内壁まで十分伝わらないので溶着に至らず、その結果、溶着シール部２６と非溶着・密接部２７が同時に形成される。超音波発振時に溶着シール部２６から発生したガスケット材の粉末は非溶着・密接部２７に遮られて溶着シール部２６のキャビティー側に飛散することはない。超音波溶着が終了した後、図４（C）に示すように、ホーン２３とアンビル２４を開放することにより、押圧挟持が解除されるが、ホーン２３とアンビル２４を開放してもガスケット材の粉末はそのまま注入口部の非溶着・密接部２７相当部分に留まる。なお、図４では、注入口２２におけるモノマー組成物２５の液面は注入口２２における溶着部の位置を越えているが、これに達してない場合も同様である。

図４に示す製造工程において、段差は、アンビル２４とホーン２３の両方に設けられているが、どちらか一方だけに設けてもよい。段差は、実質的に溶着部のキャビティー側に隣接し、溶着時に注入口２２を押しつぶして内部の隙間を埋めると同時に、ホーン２３を通じて伝達された超音波が注入口２２の内側まで伝わりにくいように設定する。この段差は、超音波溶着部で発生したガスケット材の粉末の拡散を抑え、新たなガスケット材の粉末の発生を抑制する観点から、非溶着・密接部２７の内壁に隙間ができないような範囲でなるべく大きく設定することが好ましい。

上記製造方法（ii）においても、上記製造方法（ｉ）と同様に超音波溶着部と鋳型のキャビティーとの間に非溶着・密接部を設けた状態で超音波を伝達することにより、超音波溶着部で発生したガスケット材の粉末がキャビティー内に混入することはない。すなわち、このような非溶着・密接部を設けるために、ホーンとアンビルの少なくても一方に段差を設けることにより、超音波溶着部で発生したガスケット材の粉末は、非溶着・密接部の内壁に付着する。このため、ガスケット材の粉末がキャビティー内に混入することはない。このようにキャビティー内の汚染のおそれが回避されるため、異物や曇りのない透明性に優れたプラスチックレンズを得ることができる。

超音波溶着に用いられる装置としては市販のものを使用することができる。超音波発振の周波数は１０〜５０ｋＨｚが好ましい。超音波溶着は、超音波溶着装置で発生した超音波振動を被溶着体に伝えるホーンと呼ばれる振動共鳴体の先端と、アンビルと呼ばれる受け具で被溶着体を押圧挟持し、この状態で超音波を発振することにより行われる。ホーンから伝わった超音波振動は、被溶着体における溶着面を振動させて摩擦熱を発生させ、このとき溶着面が局部的に溶融一体化することにより、溶着が完了する。溶融部分は極めて局部的で、発振時間も通常１秒以内と短いため、周囲に与える熱的な影響もヒートシールと比較してはるかに小さい。そのため、注入口にモノマー組成物が存在したまま押圧挟持して溶着処理を行うことができる。
注入口における溶着位置を、図２（ｂ）に符号２ａで示すようにキャビティー近くに設定すれば、溶着後の過剰モノマー組成物の液量がごく少量となるので、重合時に、モノマー組成物がキャビティー内に引き込まれることがほとんどなくなる。このため、プラスチックレンズの上記注入口付近の箇所に発生していた脈理を解消することができる。
上記超音波溶着装置は、モノマー組成物の注入装置に組み込むことが容易で、溶着に要する時間も非常に短いため、注入工程の自動化、高速化に特に有用である。

ここで、超音波溶着の原理について説明する。超音波溶着は、電気エネルギーを機械的振動エネルギーに変換し、また同時に圧力をかけることにより２つの熱可塑性樹脂パーツの接合面に強力な摩擦熱を発生させることにより、樹脂を溶融し結合させる溶着法である。上記電気エネルギーの機械的振動エネルギーへの変換は、電気エネルギーの電気信号が発振器にて増幅され、増幅された電気信号が発振器から振動子へ伝達され、振動子にてこの電気信号が機械的振動エネルギーに変換されることにより行われる。また、上記振動子の振動エネルギーはホーンと呼ばれる共鳴体を通してパーツに伝達される。
ホーンがパーツの大きさと同じかそれ以上の場合、パーツ表面での発熱はごくわずかで、ほとんどは溶着されるパーツの境界面へ伝達する。伝達された振動エネルギーによって境界面では強力な摩擦熱が発生し、熱可塑性樹脂の溶融温度まで瞬時に上昇することにより、熱可塑性樹脂パーツが溶着される。熱可塑性樹脂が溶融し溶着が終了するまでの時間は、樹脂の材質やホーンから境界面までの距離などによって異なるが、通常1秒以下である。

本発明で用いる原料モノマー組成物は特に限定されないが、特に本発明の製造方法の効果が得られる原料モノマー組成物として、ＣＲ−３９樹脂に代表されるアリル系樹脂を形成するアリル系モノマー組成物、（メタ）アクリル系樹脂を形成する(メタ)アクリル系モノマー組成物、ポリチオウレタン樹脂を形成するポリチオウレタン系モノマー組成物等が挙げられる。ポリチオウレタン系モノマー組成物としては、ポリイソシアネート化合物とポリチオール化合物との組み合わせ、あるいはビス(β−エピチオプロピル)スルフィド及びビス(β−エピチオプロピル)ジスルフィドなどのエピチオ基含有化合物などが挙げられる。上記ポリイソシアネート化合物としては、１，３-ジイソシアナトメチル−シクロヘキサン及びキシレンジイソシアネートなどが挙げられる。上記ポリチオール化合物としては、ペンタエリスリトールテトラキス−（２−メルカプトアセテート）、２，５−ジメルカプトメチル−１，４−ジチアン、メルカプトメチル−ジチア−オクタンジチオール及びビス(メルカプトメチル)−トリチアウンデカン−ジチオールなどが挙げられる。

本発明で用いる原料モノマー組成物には、通常プラスチックレンズの製造に用いる公知の添加剤を、本発明の効果を損なわない範囲で添加することができる。
上記添加剤としては、例えば、吸光特性を改良するための、紫外線吸収剤、色素及び顔料等、耐候性を改良するための、酸化防止剤及び着色防止剤等、成形加工性を改良するための離型剤等を挙げることができる。
ここで、紫外線吸収剤としては、例えばベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系及びサリチル酸系等が、色素や顔料としては、例えばアントラキノン系及びアゾ系等が挙げられる。酸化防止剤や着色防止剤としては、例えばモノフェノール系、ビスフェノール系、高分子型フェノール系、硫黄系及びリン系等が、離型剤としては、例えばフッ素界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、酸性リン酸エステル及び高級脂肪酸等が挙げられる。

以下、実施例により本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
実施例１
オレフィン系熱可塑性樹脂であるポリエチレンエラストマー（住友化学社製、エクセレンＦＸ）を用いて、図１に示す形状の注入口付き筒型ガスケットを射出成型により得た。ガスケット本体筒状部の内径は約８０ｍｍ、注入口部の壁厚は１．０ｍｍであった。純水洗浄によりガスケット表面の異物を取り除いた後、十分に乾燥させ、図２に示すように、上記筒型ガスケットの両開口部にガラス製の上型モールド３と下型モールド４を嵌め込んで、プラスチックレンズ成型用鋳型を形成した。
一方、攪拌装置とジャケットを備えた２３リットルの密閉式タンクを用意し、ジャケットに５℃の冷水を通してタンクを冷却した。これとは別に５リットルのポリエチレン製容器に、５℃に冷却した１，３−ジイソシアナトメチル−シクロヘキサン４．０００ｋｇを計り取り、これに紫外線吸収剤として２−（２’−ヒドロキシ−５’−ｔ−オクチルフェニル）ベンゾトリアゾール（シプロ化成社製、シーソーブ７０９）１８．０ｇ、離型剤としてブトキシエチルアシッドホスフェート（城北化学工業社製、ＪＰ−５０６Ｈ）２９．０ｇ及び重合触媒としてジメチルチンジクロリド８１．０ｇを加えて２０分間攪拌した。この攪拌により各添加剤は１，３−ジイソシアナトメチル−シクロヘキサンに溶解し、均一な溶液となった。
次に、この溶液を上記タンクに移し、さらに１，３−ジイソシアナトメチル−シクロヘキサン４．５５７ｋｇを追加した。ここにそれぞれ５℃に冷却したペンタエリスリトールテトラキス−（２−メルカプトアセテート）４．７６４ｋｇ及び２，５−ジメルカプトメチル−１，４−ジチアン４．６７９ｋｇを加え、タンクを密閉して１０分間攪拌し、モノマー組成物を得た。

いったん攪拌を止め、タンクを真空ポンプに接続し、減圧脱泡を開始した。タンク内部のモノマー組成物の発泡状態を確認しながら攪拌を再開し、徐々に攪拌速度を上げたところ、減圧度は４０Ｐａで安定した。このまま３０分間保って減圧脱泡を行ってから常圧に戻し、モノマー組成物の調合工程を終えた。
その後、直ちにタンクを注入装置に接続し、乾燥窒素３０ｋＰａで加圧しながらローラーポンプを使って、図２（ａ）に示すようにキャビティー５にモノマー組成物を注入した。図２（ｂ）に示すように、モノマー組成物がキャビティー５内を満たし、注入口２の上部まで達したところで注入を止めた。
ここで得られたモノマー組成物が注入されたレンズ成型用鋳型をさらに超音波チューブシール機を用いて周波数３５ｋＨｚ、溶着圧力０．５ＭＰａ、溶着デプス１．０ｍｍ、発振時間０．５秒で、図２（ｂ）に示すように、注入口２のキャビティー５に近い側２ａを押圧挟持して、この挟持された面どうしが局部的に溶融一体化するように溶着シールした。
図２（ｂ）に示すように、溶着シールした鋳型を用いて得られたプラスチックレンズ（実施例１）は無色透明で、屈折率（ne）：１．６０、アッベ数(νe)：４１、比重１．３２の光学物性を有していた。また、得られたプラスチックレンズの注入口付近の箇所に脈理が見られず、眼鏡用レンズとして良好なものであった。

比較例１
図５に示すように、溶着シールしないヒートシール８のみの上記モノマー組成物が注入されたレンズ成型用鋳型を製作し、溶着シールしない鋳型と溶着シールした鋳型の双方を同時に熱風循環式重合炉に入れ、３０℃から１２０℃まで２４時間かけて昇温し、さらに１２０℃にて３時間加熱した。その後、これらの鋳型を重合炉から取り出し、その鋳型からプラスチックレンズを取り出した。
図５に示すように、溶着シールしない鋳型を用いて得られたプラスチックレンズは、プラスチックレンズの注入口付近の箇所に脈理があり、眼鏡用レンズとして不都合があるものであった。

実施例２
実施例１のレンズを詳しく観察すると、注入口部分にわずかな曇りの見られるものが見つかった。曇り部分を顕微鏡で観察すると５ミクロン前後の透明な不定形異物の集合体であり、超音波溶着時に発生したガスケット樹脂の粉末と予想された。そこで、実施例１で用いたものと同様のプラスチックレンズ成形用鋳型に実施例１で用いたものと同様のモノマー組成物を注入し、これを、超音波チューブシール機を組み込んだ装置を用いて周波数３５ｋＨｚ、溶着圧力０．５ＭＰａ、溶着デプス１．０ｍｍ、発振時間０．５秒の条件で、図３に示す製造工程により注入口を溶着シールした。まず、図３（ａ）に示すように、アンビル１４と押さえ具１５とで注入口１２の一部を押圧挟持することにより、注入口１２のこの部分の内壁を密接させた。次に、図３（ｂ）に示すように、アンビル１４と押さえ具１５とで押圧挟持された位置よりも上部を、アンビル１４とホーン１３とで押圧挟持し、さらにホーン１３を通して超音波を伝達しながら押圧し、溶着シール部１７の超音波溶着を行った。この超音波溶着に伴って溶着シール部１７からはガスケット材の粉末が発生していると推測されるが、アンビル１４と押さえ具１５とによる押圧挟持によって、溶着シール部１７とキャビティーとが遮断されているので、ガスケット材の粉末はキャビティー方向には飛散せず、その後、図３（ｃ）に示すように押さえ具１５を開放しても粉末はそのまま注入口部に留まっていると考えられる。
次いで、上記レンズ成型用鋳型を熱風循環式重合炉に入れ、３０℃から１２０℃まで２４時間かけて昇温し、さらに１２０℃にて３時間加熱した。その後、鋳型を重合炉から取り出し、その鋳型からプラスチックレンズを取り出した。得られたプラスチックレンズは無色透明で、屈折率（ne）：１．６０、アッベ数(νe)：４１、比重：１．３２の光学物性を有していた。また、プラスチックレンズの注入口付近の箇所に脈理はみられず、さらにこの部分に実施例１で見られたわずかな曇りのあるものも見つからなかった。このように本実施例で得られたレンズは実施例１からさらに改良が加えられ、眼鏡用レンズとして良好に使用できるものであった。

実施例３
実施例２と同様にモノマー組成物が注入されたレンズ成型用鋳型を、超音波チューブシール機を組み込んだ装置を用いて周波数３５ｋＨｚ、溶着圧力０．５ＭＰａ、溶着デプス１．０ｍｍ、発振時間０．５秒の条件で、図４に示す製造工程により注入口を溶着シールした。図４に示すホーン２３及びアンビル２４の押圧挟持面のキャビティー側にはそれぞれ０．４ｍｍの段差を設けた。ホーン２３とアンビル２４とで押圧挟持して超音波伝達を行なったときに、図４（ｂ）に示すように、溶着シール部２６とそのキャビティー側に位置する非溶着・密接部２７が同時に形成された。このとき超音波溶着に伴って溶着シール部２６からガスケット材の粉末が発生したと推測されるが、段差部による押圧挟持によって、溶着シール部２６で発生したガスケット材の粉末のキャビティー方向への飛散は遮断されているので、ガスケット材の粉末はキャビティー方向には飛散しない。その後、図４（ｃ）に示すようにホーン２３とアンビル２４を開放してもガスケット材の粉末はそのまま注入口部に留まっていると考えられる。
次いで、上記レンズ成型用鋳型を熱風循環式重合炉に入れ、３０℃から１２０℃まで２４時間かけて昇温し、さらに１２０℃にて３時間加熱した。その後、鋳型を重合炉から取り出し、その鋳型からプラスチックレンズを取り出した。得られたプラスチックレンズは無色透明で、屈折率（ne）：１．６０、アッベ数(νe)：４１、比重：１．３２の光学物性を有していた。また、プラスチックレンズの注入口付近の箇所に脈理がみられず、さらにこの部分に実施例１で見られたわずかな曇りのあるものも見つからなかった。このように本実施例で得られたレンズは実施例１からさらに改良が加えられ、眼鏡用レンズとして良好に使用できるものであった。

本発明により、プラスチックレンズの製造工程作業を、高速、かつ効率的に行うことができ、また、本発明の製造方法により製造されたプラスチックレンズには脈理がなく、眼鏡用レンズなどとして好適である。

本発明で用いるガスケットの一例を示す斜視図である。 本発明のプラスチックレンズの製造方法の一例を示す工程概略図である。 本発明のプラスチックレンズの製造方法の一例を示す工程概略図である。 本発明のプラスチックレンズの製造方法の一例を示す工程概略図である。 従来のプラスチックレンズの製造方法の一例を示す概略図である。

符号の説明

１ ガスケット本体
２ 注入口
３ 上型モールド
４ 下型モールド
５ キャビティー
６ ノズル
７ モノマー組成物
８ ヒートシールフィルム
１１ 鋳型
１２ 注入口
１３ ホーン
１４ アンビル
１５ 押さえ具
１６ モノマー組成物
１７ 溶着シール部
１８ 非溶着・密接部
２１ 鋳型
２２ 注入口
２３ ホーン
２４ アンビル
２５ モノマー組成物
２６ 溶着シール部
２７ 非溶着・密接部

Claims (5)

1. 少なくとも、対向する一対のモールドと、それらを固定してキャビティーを形成し、かつ原料モノマー組成物を上記キャビティー内に注入するための注入口を有するプラスチック製ガスケットとから構成された鋳型のキャビティー内に、上記プラスチック製ガスケットの注入口から原料モノマー組成物を注入し、該注入口を封止した後、重合を行うプラスチックレンズの製造方法であって、上記プラスチック製ガスケットの注入口の封止を、超音波による溶着によって行うことを特徴とするプラスチックレンズの製造方法。
2. プラスチック製ガスケットの注入口の超音波溶着による封止を、該ガスケットの注入口部において超音波により溶着される部分を圧接し、該ガスケットの注入口部であって上記溶着される部分よりキャビティー側に位置する部分を密接させた状態で行う請求項１に記載のプラスチックレンズの製造方法。
3. 超音波により溶着される部分の圧接を、ホーンとアンビルとによる押圧挟持により行い、かつ上記溶着される部分よりキャビティー側に位置する部分の該ガスケット注入口の密接を、押さえ具と該押さえ具に対向する受け具を用いて該圧接と同時に又は該圧接に先行して行う請求項２に記載のプラスチックレンズの製造方法。
4. 超音波により溶着される部分の圧接、及び上記溶着される部分よりキャビティー側に位置する部分の密接を、少なくとも一方に段差を設けた、ホーンとアンビルとによる押圧挟持により行い、ホーンとアンビルとの隙間がより広い箇所を上記溶着される部分よりキャビティー側に位置する部分に対応させ、上記圧接と上記密接とを同時に行う請求項２に記載のプラスチックレンズの製造方法。
5. プラスチック製ガスケットが、オレフィン系熱可塑性樹脂を用いて得られたものである請求項１〜４のいずれかに記載のプラスチックレンズの製造方法。

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