JP2008265070A - プラスチックレンズの製造方法及び同離型方法 - Google Patents

Abstract

【課題】成形されたプラスチックレンズをモールドから離型させる際にひび割れが生じにくいプラスチックレンズの製造方法及び同離型方法を提供すること。
【解決手段】凸型モールド２と凹型モールド３と粘着テープ４とからなるレンズ成形ユニット１のキャビティ内に液状のモノマーを充填する。モノマーが硬化してメニスカス形状のプラスチックレンズ１０が成形された段階でこのプラスチックレンズ１０を取り出すためにバイス１５によって離型を行う。そのためバイス１５固定面２３と可動面２４に両モールドの１８０度対向する外周端面をそれぞれ配向させる。この時。可動面２４に形成された突起体２５を粘着テープ５の上からレンズ外周端面に当接させるようにする。
【選択図】 図６

Description

本発明は液状の硬化型プラスチック材料をレンズ成形ユニットのキャビティ内に充填し、硬化させてプラスチックレンズを得るプラスチックレンズの製造方法及び同離型方法に関するものである。

従来からプラスチックレンズを製造する手段の１つとして、レンズ成形ユニットを用意しそのキャビティ（空間）内に主として熱硬化型のプラスチック材料を充填し、所定の加熱履歴で加熱処理を施して硬化させ、その後成形されたプラスチックレンズを取り出すようにした製造方法がある。
レンズ成形ユニットは一般的に凸型モールド及び凹型モールドをリング状のガスケットあるいは粘着テープを用いて内部にキャビティが形成されるように所定間隔離間させて配置させている。そして、ガスケットを使用している場合にはその注入口から、粘着テープを使用している場合には一部に充填用のチューブを突き刺して調整したプラスチック材料（一般にモノマーと呼称する）を充填するようにしている。プラスチック材料が充填されたレンズ成形ユニットは加熱炉のような加熱雰囲気中に数時間〜数十時間静置されてプラスチック材料の硬化処理が行われる。このような従来の製造方法の一例として特許文献１を示す。

このようなレンズ成形ユニットを使用して得られるプラスチックレンズはレンズ成形ユニットを構成する凸型モールド及び凹型モールドとしっかりと密着している。そのためモールドからプラスチックレンズを引き離す（離型させる）ためにレンズ成形ユニットをプレス装置にセットし、プレスしてプラスチックレンズを撓ませるようにしている。離型の手順は次のように行われている。
Ａ．ガスケット式レンズ成形ユニット
イ）ガスケットを取り外す
ロ）プレス装置の押圧面間にユニットを配置する
ハ）レンズ部分を押圧して撓ませてモールドと離型させる
ニ）モールドを取り外す
Ｂ．粘着テープ式レンズ成形ユニット
イ）粘着テープを取り外す
ロ）プレス装置の押圧面間にユニットを配置する
ハ）レンズ部分を押圧して撓ませてモールドと離型させる
ニ）モールドを取り外す
特開平８−２４４０４８号公報

ところで、上記離型作業においては従来から成形されたプラスチックレンズのひび割れ（貫：カン）が問題となっていた。基本的に成形されたプラスチックレンズは離型時に縁の周囲に若干の欠けが発生するものとして数ｍｍの余剰部分を予定しており、離型した後のモールドからの取り出し（脱型）後に欠けた部分を含む周縁を研削してワンサイズ小さくしたものを製品として扱う。しかし、単なる欠けではなくしばしばひび割れがレンズの比較的内部方向にまで侵入する場合があった。このようなひび割れは深く侵入している場合にはレンズ周縁を研削しても残ってしまうためそのようなレンズの商品価値はなくなってしまう。そのため、従来よりこのようなひび割れの発生を防止する方法が求められてきた。
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、成形されたプラスチックレンズをモールドから離型させる際にひび割れが生じにくいプラスチックレンズの製造方法及び同離型方法を提供することにある。

上記の目的を達成するために請求項１に記載の発明では、レンズの凹面側を形成するための第１のレンズ成形面を備えた凸型モールドとレンズの凸面側を形成するための第２のレンズ成形面を備えた凹型モールドとを同両レンズ成形面が対面するように所定間隔離間させて配置し、同両モールドの外周端面に跨がるように粘着テープを巻回することで内部にキャビティを形成したレンズ成形ユニットを用意し、同キャビティ内に液状の硬化型プラスチック材料を充填し、所定時間経過後に同プラスチック材料が硬化してプラスチックレンズが成形されると同レンズ成形ユニットをプレス装置にセットして対向配置された第１及び第２の押圧面によってプレス処理をすることで同プラスチックレンズを同両モールドから離型させ、次いで同粘着テープを剥がすとともに同両モールドを取り外してプラスチックレンズを得るようにしたプラスチックレンズの製造方法であって、前記プレス装置の第１及び第２の押圧面のうち少なくとも一方の押圧面に突起部を形成する一方で前記レンズ成形ユニットをプラスチックレンズが成形された段階で前記両モールドの１８０度対向する外周端面をそれぞれ同両押圧面に配向させるとともに、同両押圧面の接近に伴って前記突起部を前記粘着テープを間に介してレンズ外周端面に当接させるようにプレス処理を行い同プラスチックレンズを同両モールドから離型させ、次いで同粘着テープを剥がすとともに同両モールドを取り外してプラスチックレンズを得るようにしたことをその要旨とする。
また、請求項２の発明では請求項１に記載の発明の構成に加え、前記粘着テープを剥がしてから前記両モールドを取り外す前に前記突起部をレンズ外周端面に当接させて再度プレス処理を行うようにしたことをその要旨とする。
また、請求項３の発明では請求項１又は２に記載の発明の構成に加え、前記突起部は前記第２の押圧面のみに形成され、前記レンズ成形ユニットは同突起部と前記第１の押圧面によってそれぞれ前記粘着テープを間に介したレンズ外周端面と同粘着テープを間に介した前記両モールド外周端面との間をプレスされることをその要旨とする。

また、請求項４の発明では、レンズの凹面側を形成するための第１のレンズ成形面を備えた凸型モールドとレンズの凸面側を形成するための第２のレンズ成形面を備えた凹型モールドとを同両レンズ成形面が対面するように所定間隔離間させて配置し、同両モールドの外周端面に跨がるように粘着テープを巻回することで内部にキャビティを形成したレンズ成形ユニットを用意し、同キャビティ内に液状の硬化型プラスチック材料を充填し、所定時間経過後に同プラスチック材料が硬化してプラスチックレンズが成形されると同レンズ成形ユニットをプレス装置にセットして対向配置された第１及び第２の押圧面によってプレス処理をすることで同プラスチックレンズを同両モールドから離型させるようにしたプラスチックレンズの離型方法であって、前記プレス装置の第１及び第２の押圧面のうち少なくとも一方の押圧面に突起部を形成する一方で前記レンズ成形ユニットをプラスチックレンズが成形された段階で前記両モールドの１８０度対向する外周端面をそれぞれ同両押圧面に対面させるように配向させるとともに、同両押圧面の接近に伴って前記突起部を前記粘着テープを間に介してレンズ外周端面に当接させるようにプレス処理を行い同プラスチックレンズを同両モールドから離型させるようにしたことをその要旨とする。
また、請求項５の発明では請求項４に記載の発明の構成に加え、前記突起部は前記第２の押圧面のみに形成され、前記レンズ成形ユニットは同突起部と前記第１の押圧面によってそれぞれ前記粘着テープを間に介したレンズ外周端面と同粘着テープを間に介した前記両モールド外周端面との間をプレスされることをその要旨とする。

このような構成においては、まず用意されたレンズ成形ユニットのキャビティ内に液状の硬化型プラスチック材料を充填する。充填したプラスチック材料が硬化してメニスカス形状のプラスチックレンズが成形された段階でこのプラスチックレンズを取り出すためにプレス装置によって離型を行うこととなる。そのためプレス装置の第１及び第２の押圧面に両モールドの１８０度対向する外周端面をそれぞれ配向させる。この時。少なくとも一方の押圧面に形成された突起部を粘着テープの上からレンズ外周端面に当接させるようにする。他方の押圧面についてはこのような突起部があってもなくても構わない。他方の押圧面に突起部がある場合には同様に突起部を粘着テープの上からレンズ外周端面に当接させるようにし、突起部がなければモールドの外周端面に当接させるようにする。そして両押圧面を相対的に接近させてプラスチックレンズをプレスして同レンズを撓ませるようにする。
この時、プラスチックレンズが主として撓む一方で同レンズの表裏面位置に配置されたモールドはあまり撓まず原形が保持されることから両者の界面（接合面）がずれてプラスチックレンズをモールドから離間させることができるわけである。しかし、ここで両モールドは粘着テープによって規制されているためプラスチックレンズと両モールドとが一気に引き剥がされて大きく離間するということはない。もしこのような規制がなければモールドに密着しているプラスチックレンズは所定の応力に達するまでは大きく変形はせず、その所定の応力に達した段階で一気にモールドから引き剥がされて撓むこととなってしまう。そのため過剰なヒズミが集中的に発生してこれが特に厚みの薄いレンズの凹側外周部分に破断を生じさせる原因となっていると想定される。
ところが、本発明では上記のように構成しているため厚みの薄いレンズの凹側外周部分に急激に過剰なヒズミが発生することがなくなりひび割れが入りにくくなる。このようなプレス処理をした後、両押圧面を相対的に離間させ、粘着テープを剥がすとともにモールドを取り外す。

但し、粘着テープを介在させた１回のプレスだけでは完全に離間がされてない場合が多い。そのため、粘着テープを剥がしてかた再度プレス装置でプレスをすることが好ましい。この際のプレス処理はすでに粘着テープが剥がされているため少なくとも一方の押圧面に形成された突起部は直接レンズ外周端面に当接させることとなる。そして、そして両押圧面を相対的に接近させてプラスチックレンズをプレスして同レンズを撓ませるようにする。すると概ね１回目のプレスでプラスチックレンズはモールドから離型させられているため、この２回目のプレスによって確実に離型されることとなる。
ここに「液状の硬化型プラスチック材料」は熱硬化性プラスチック材料でもＵＶ硬化型でも熱可塑性プラスチック材料でもいずれをも含む概念である。

上記各請求項の発明では、成型されたプラスチックレンズをモールドから離型させる際に両モールドは粘着テープによって規制されているためプラスチックレンズが両モールドから一気に引き剥がされて大きく変形するということはなく、そのためプラスチックレンズの凹側外周部分に急激に過剰なヒズミが発生するということがなくなり、その結果プラスチックレンズにひび割れが入りにくくなる。

以下、本発明の具体的なプラスチックレンズの製造方法（離型方法）について図面に基づいて説明する。
まず、製造に使用されるレンズ成形ユニット１について説明する。
図１及び図２に示すように、レンズ成形ユニット１は凸型モールド２、凹型モールド３及び粘着テープ４から構成されている。両モールド２，３は耐熱ガラス製とされている。凸型モールド２の表面は成形されるプラスチックレンズの裏面（眼球側）を成形するための所定の曲面で構成された第１のレンズ成形面５とされており、凹型モールド３の裏面は成形されるプラスチックレンズの前面（物体側）を成形するための所定の曲面で構成された第２のレンズ成形面６とされている。粘着テープ４は片面全面にシリコーン性粘着剤からなる粘着層４ａが形成された二伸延伸させたポリエチレンテレフタレート製の幅広の可撓性のあるテープとされている。
凸型モールド２と凹型モールド３は第１のレンズ成形面５と第２のレンズ成形面６を正対させた状態で若干離間して配置され、両モールド２，３の外周端面７に跨がるように粘着テープ４が巻回されている。粘着テープ４が巻回された状態でレンズ成形ユニット１内部にはキャビティ８が形成される。

このように構成されたレンズ成形ユニット１のキャビティ８内に図示しない注入ノズルを粘着テープ４の側面に突き立てて内部に調整したモノマーを充填し、加熱炉のような加熱雰囲気中で定法に従った加熱履歴でモノマーの加熱硬化処理を行う。本実施例ではモノマーとして例えばキシリレンジイソシアネート５０重量部、ペンタエリスリト−ルテトラキス（３−メルカプトプロピオネ−ト）５０重量部の合計１００重量部に対して、触媒としてジブチルチンジクロライド０．０３重量部を配合した均一溶液を真空下で十分脱気したものを使用するものとする。
図３に示すようにモノマーが硬化することによってレンズ成形ユニット１の内部にはプラスチックレンズ１０が成形されることとなる。プラスチックレンズ１０は耐熱ガラス製の両モールド２，３に比べて弾性率が小さい（つまりプラスチックレンズ１０のほうが撓みやすい）。成形完了段階でプラスチックレンズ１０のレンズの表裏面はそれぞれ両モールド２，３の第１及び第２のレンズ成形面５，６と密着し、外周端面１１で粘着テープ４に密着する。

次に、このようにプラスチックレンズ１０が成形されたレンズ成形ユニット１からプラスチックレンズ１０を離型させ取り出す（脱型）一連の離型作業について説明する。
図６に示すように、プレス装置としてのバイス１５はワーク（ここではレンズ成形ユニット１）を挟むための固定壁部１６と可動壁部１７を備えている。可動壁部１７の背面には雌ねじを兼ねた軸受け１８によって軸支されたねじ棒２０の先端が連結されている。ねじ棒２０の基端にはハンドル２１が装着されている。固定壁部１６の内面側が第１の押圧面としての固定面２３とされ可動壁部１７の内面が第２の押圧面としての可動面２４とされている。可動面２４には横長に形成された突起体２５が配設されている。
作業者はレンズ成形ユニット１を固定面２３と可動面２４の間に両モールド２，３の外周端面７が配向するように配置しハンドル２１を操作して、可動壁部１７を固定壁部１６方向に接近させていく。そして、図６の仮想線のようにレンズ成形ユニット１の一端を固定面２３に当接させた状態でレンズ成形ユニット１の他端側のプラスチックレンズ１０の外周端面１１に突起体２５を食い込ませていく（突起体２５は両モールド２，３の外周端面７には当接しない）。
突起体２５の食い込みに伴ってプラスチックレンズ１０は凹部方向に撓むため両モールド２，３との界面がずれて離型されることとなる。しかし、両モールド２，３は粘着テープ４によって規制されているためプラスチックレンズ１０と両モールド２，３とが一気に引き剥がされて大きく変形するということはない。そのため厚みの薄い同レンズの凹側外周部分に急激に過剰なヒズミが発生することがなくなりひび割れが入りにくくなる。
次いでハンドル２１を操作して可動壁部１７を固定壁部１６から離間する方向に移動させ固定面２３と可動面２４の間からレンズ成形ユニット１を一旦取り外す。これで１回目のプレス処理が完了する。

この１回目のプレス処理が完了した段階では両モールド２，３が粘着テープ４によって規制されているため、プラスチックレンズ１０は両モールド２，３から離間されるものの、完全に脱型できるほどにきれいに離型されていない場合がある。そのため、図５に示すようにこの段階で粘着テープ４を剥がし、図７に示すように再度固定面１６と可動面１７の間にレンズ成形ユニット１を配置して上記と同様に再度プレス処理を行う（２回目のプレス処理）。この二段階のプレス処理によってプラスチックレンズ１０は両モールド２，３から確実に離間されることとなり、作業者はプラスチックレンズ１０を両モールド２，３から脱型させてプラスチックレンズ１０を得る。尚、実際のプレス処理においてはプラスチックレンズ１０を撓ませている時間はごく短時間である。

このように構成することにより本実施例では次のような効果が奏される。
（１）レンズ成形ユニット１は粘着テープ４の上からプラスチックレンズ１０をプレスしてプラスチックレンズ１０を撓ませるようにしているため、プラスチックレンズ１０の撓みにも関わらず両モールド２，３は大きくプラスチックレンズ１０から離間することはなくプラスチックレンズ１０の凹側外周部分に急激に過剰なヒズミが集中することがないため粘着テープ４を剥がしてからプラスチックレンズ１０を撓ませていた従来の方法に比べて格段にひび割れが入りにくくなる。そのためプラスチックレンズ１０の歩留まりが向上する。
（２）格別特殊な操作や従来にはないジグを使用するわけではないため、製造コストが上がってしまうこともない。
（３）１回目のプレス処理では突起体２５でプラスチックレンズ１０を撓ませる際に粘着テープ４を介するため粘着テープ４が一種のクッションになって一気にプレス力がかからないため、プラスチックレンズ１０によりひび割れが入りにくくなる。
（４）突起体２５は一方の面（実施例では可動面２４側）のみに形成するようにしているため、他方側の面（つまり実施例では固定面２３）には略面一の両モールド２，３とプラスチックレンズ１０の外周端面７，１１を当接させるだけでよいため、作業効率が向上する。

尚、この発明は、次のように変更して具体化することも可能である。
・上記実施例ではバイス１５を使用して離型作業を行ったが、他の方式のプレス装置を使用することも自由である。
・上記実施例では可動面２４側に突起体２５を設ける構成であったが、突起体２５は固定面２３側に設けるようにしてもよい。また、固定面２３側と可動面２４側の両方に配設するようにしてもよい。
・突起体２５の形状は適宜変更可能である。
・モノマー材料は上記調整したものに限定されるわけではない。例えばジエチレングリコールアリルカーボネート（ＣＲ−３９）等をモノマー材料として使用することも可能である。
・その他、本発明の趣旨を逸脱しない態様で実施することは自由である。

本発明の実施例に使用するレンズ成形ユニットの斜視図。 同じレンズ成形ユニットの正面図。 同じレンズ成形ユニットの縦断面図。 図３におけるプラスチックレンズが成形されている状態のレンズ成形ユニットの縦断面図。 同じレンズ成形ユニットの粘着テープを剥がしている状態を説明する斜視図。 バイスによって同じレンズ成形ユニットからプラスチックレンズを離型させている状態を説明する説明図。 同じくプラスチックレンズを離型させている状態を説明する説明図。

符号の説明

１…レンズ成形ユニット、２…凸型モールド、３…凹型モールド、４…粘着テープ、５…第１のレンズ成形面、６…第２のレンズ成形面、８…キャビティ、１０…プラスチックレンズ、１５…プレス装置としてのバイス、２３…第１の押圧面としての固定面、２４…第２の押圧面としての可動面、２５…突起部としての突起体、Ｍ…熱硬化性プラスチック材。

Claims (5)

1. レンズの凹面側を形成するための第１のレンズ成形面を備えた凸型モールドとレンズの凸面側を形成するための第２のレンズ成形面を備えた凹型モールドとを同両レンズ成形面が対面するように所定間隔離間させて配置し、同両モールドの外周端面に跨がるように粘着テープを巻回することで内部にキャビティを形成したレンズ成形ユニットを用意し、同キャビティ内に液状の硬化型プラスチック材料を充填し、所定時間経過後に同プラスチック材料が硬化してプラスチックレンズが成形されると同レンズ成形ユニットをプレス装置にセットして対向配置された第１及び第２の押圧面によってプレス処理をすることで同プラスチックレンズを同両モールドから離型させ、次いで同粘着テープを剥がすとともに同両モールドを取り外してプラスチックレンズを得るようにしたプラスチックレンズの製造方法であって、
   前記プレス装置の第１及び第２の押圧面のうち少なくとも一方の押圧面に突起部を形成する一方で前記レンズ成形ユニットをプラスチックレンズが成形された段階で前記両モールドの１８０度対向する外周端面をそれぞれ同両押圧面に配向させるとともに、同両押圧面の接近に伴って前記突起部を前記粘着テープを間に介してレンズ外周端面に当接させるようにプレス処理を行い同プラスチックレンズを同両モールドから離型させ、次いで同粘着テープを剥がすとともに同両モールドを取り外してプラスチックレンズを得るようにしたことを特徴とするプラスチックレンズの製造方法。
2. 前記粘着テープを剥がしてから前記両モールドを取り外す前に前記突起部をレンズ外周端面に当接させて再度プレス処理を行うようにしたことを特徴とする請求項１に記載のプラスチックレンズの製造方法。
3. 前記突起部は前記第２の押圧面のみに形成され、前記レンズ成形ユニットは同突起部と前記第１の押圧面によってそれぞれ前記粘着テープを間に介したレンズ外周端面と同粘着テープを間に介した前記両モールド外周端面との間をプレスされることを特徴とする請求項１又は２に記載のプラスチックレンズの製造方法。
4. レンズの凹面側を形成するための第１のレンズ成形面を備えた凸型モールドとレンズの凸面側を形成するための第２のレンズ成形面を備えた凹型モールドとを同両レンズ成形面が対面するように所定間隔離間させて配置し、同両モールドの外周端面に跨がるように粘着テープを巻回することで内部にキャビティを形成したレンズ成形ユニットを用意し、同キャビティ内に液状の硬化型プラスチック材料を充填し、所定時間経過後に同プラスチック材料が硬化してプラスチックレンズが成形されると同レンズ成形ユニットをプレス装置にセットして対向配置された第１及び第２の押圧面によってプレス処理をすることで同プラスチックレンズを同両モールドから離型させるようにしたプラスチックレンズの離型方法であって、
   前記プレス装置の第１及び第２の押圧面のうち少なくとも一方の押圧面に突起部を形成する一方で前記レンズ成形ユニットをプラスチックレンズが成形された段階で前記両モールドの１８０度対向する外周端面をそれぞれ同両押圧面に配向させるとともに、同両押圧面の接近に伴って前記突起部を前記粘着テープを間に介してレンズ外周端面に当接させるようにプレス処理を行い同プラスチックレンズを同両モールドから離型させるようにしたことを特徴とするプラスチックレンズの離型方法。
5. 前記突起部は前記第２の押圧面のみに形成され、前記レンズ成形ユニットは同突起部と前記第１の押圧面によってそれぞれ前記粘着テープを間に介したレンズ外周端面と同粘着テープを間に介した前記両モールド外周端面との間をプレスされることを特徴とする請求項４に記載のプラスチックレンズの離型方法。

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