JP2009143164A - Manufacturing method and manufacturing apparatus for optical article - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プラスチックレンズなどの光学物品の製造方法および製造装置に関する。 The present invention relates to a method and apparatus for manufacturing an optical article such as a plastic lens.
従来、プラスチックレンズなどの光学物品を形成するには、複数の材料を混合して調合した原料組成物をモールド型のキャビティ内部に注入し、キャビティ内部で重合硬化させることにより行っている。この場合、原料組成物は、タンクまたはタンクから小分けされたタンクのジャケットに通水することで温度管理が行われている。
しかしながら、ガラス型への注入に際して、タンクから注入装置までを結ぶ配管は基本的に温度管理がされておらず、タンクで管理されていた温度が維持されないまま注入が行われている。
Conventionally, in order to form an optical article such as a plastic lens, a raw material composition prepared by mixing a plurality of materials is injected into a cavity of a mold and polymerized and cured inside the cavity. In this case, the temperature control is performed by passing the raw material composition through a tank or a jacket of a tank subdivided from the tank.
However, when injecting into the glass mold, the temperature of the piping connecting the tank to the injection device is basically not controlled, and the injection is performed without maintaining the temperature controlled in the tank.
タンク内の原料組成物は、時間の経過とともに徐々に反応が進行し、粘度が上昇するというのが一般的である。調合完了初期の原料組成物は粘度も低く、注入に際し何の問題もないが、時間の経過に伴って粘度が上昇した場合、モールド型への注入が困難となる。
そこで、配管中の温度低下または上昇の影響で粘度が変動しやすい素材については、注入装置までの配管すべてを二重に形成し、タンク同様に通水することで原料組成物の温度を制御する方法などが提案されている(例えば、特許文献1)。
The raw material composition in the tank generally has a reaction that gradually progresses with time, and the viscosity increases. The raw material composition at the initial stage of the preparation has a low viscosity, and there is no problem at the time of injection. However, when the viscosity increases with time, it is difficult to inject into the mold.
Therefore, for materials whose viscosity is likely to fluctuate due to the temperature drop or rise in the piping, all the piping to the injection device is doubled and the temperature of the raw material composition is controlled by passing water in the same way as the tank. A method has been proposed (for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1のように配管全体を加温すると、粘度の上昇は抑えられるかもしれないが、過度な加温により反応を進行させ、ポットライフが低下するというおそれがある。特に、調合完了初期の粘度が高い原料組成物については、スムーズな注入を実現させるために原料組成物をより高温に加熱しなければならず、ポットライフに対しての悪影響は顕著になり易い。 However, when the entire pipe is heated as in Patent Document 1, an increase in viscosity may be suppressed, but there is a concern that the reaction may proceed due to excessive heating and the pot life may be reduced. In particular, for a raw material composition having a high viscosity at the initial stage of preparation, the raw material composition must be heated to a higher temperature in order to realize smooth injection, and the adverse effect on the pot life is likely to be remarkable.
そこで、本発明の目的は、時間経過等の理由により粘度の高い原料組成物についても、加温による組成物のポットライフ低下等の悪影響を最小限に抑えるとともに、安定して量産することができる光学物品の製造方法および製造装置を提供することである。 Accordingly, the object of the present invention is to minimize the adverse effects such as a decrease in pot life of the composition due to heating, and to stably mass-produce the raw material composition having a high viscosity for reasons such as the passage of time. An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for manufacturing an optical article.
本発明の光学物品の製造方法は、タンク内に収納された組成物を、モールド型の内部に形成されたキャビティに注入する注入工程と、この注入工程で注入された組成物を重合硬化させる重合工程と、を備えた光学物品の製造方法であって、前記キャビティ内部に注入される直前の組成物の温度が、前記タンク内に収納される組成物の温度より高くなるようにヒータで加熱することを特徴とする。 The method for producing an optical article of the present invention includes an injection step of injecting a composition stored in a tank into a cavity formed in a mold, and a polymerization for curing the composition injected in the injection step. A heating method so that the temperature of the composition immediately before being injected into the cavity is higher than the temperature of the composition stored in the tank. It is characterized by that.
この発明では、モールド型のキャビティ内部に組成物を注入する直前に、組成物の温度をタンク内の組成物の温度よりも高くなるようにヒータで加熱する。
したがって、組成物の粘度が低下し、組成物をスムーズにキャビティ内部に注入することができる。その結果、量産が容易となり、生産性が向上するとともに、従来高粘度で注入を断念した組成物を無駄なく使用する事が可能となる。また、配管全体を加温していないため、ポットライフの低下といった悪影響もない。
In this invention, immediately before injecting the composition into the cavity of the mold, the temperature of the composition is heated by the heater so as to be higher than the temperature of the composition in the tank.
Therefore, the viscosity of the composition decreases, and the composition can be smoothly injected into the cavity. As a result, mass production is facilitated, productivity is improved, and a composition having a high viscosity and which has been abandoned can be used without waste. Further, since the entire pipe is not heated, there is no adverse effect such as a decrease in pot life.
本発明の光学物品の製造方法において、前記注入工程は、前記タンクに収納された組成物の粘度の値に基づいて前記キャビティ内部に注入される組成物の温度を制御することが好ましい。 In the method for producing an optical article of the present invention, the injection step preferably controls the temperature of the composition injected into the cavity based on the value of the viscosity of the composition stored in the tank.
タンク内で調合された組成物は、タンクからモールド型へ配管を通じて輸送されるが、タンク内で制御される組成物の温度より室温が低い場合、この配管の内部を輸送される間に粘度が上昇する。一方で、組成物を配管からモールド型へ注入するには、注入に最適な粘度が必要とされる。粘度と温度には相関関係があるため、温度を制御することにより、粘度の調整を行うことができる。
具体的には、モールド型への注入をスムーズに行うため、モールド型へ注入するときの組成物の粘度をタンク内の組成物の粘度よりも小さくしたいことが多い。このためには、モールド型へ注入するときの組成物の温度をタンク内の組成物の温度よりも高くすればよい。このように組成物の温度を制御することにより、量産が容易となり、生産性が向上するとともに、従来高粘度で注入を断念した組成物を無駄なく使用する事が可能となる。また、タンク全体の温度を上げる必要もなく、配管全体の温度を上げる必要もないため、ポットライフに対する悪影響もない。
The composition prepared in the tank is transported from the tank to the mold through a pipe. When the room temperature is lower than the temperature of the composition controlled in the tank, the viscosity is reduced while being transported inside the pipe. To rise. On the other hand, in order to inject the composition from the pipe into the mold, an optimum viscosity is required for the injection. Since there is a correlation between the viscosity and the temperature, the viscosity can be adjusted by controlling the temperature.
Specifically, in order to smoothly inject into the mold, it is often desirable to make the viscosity of the composition when injected into the mold less than the viscosity of the composition in the tank. For this purpose, the temperature of the composition at the time of pouring into the mold may be made higher than the temperature of the composition in the tank. Controlling the temperature of the composition in this way facilitates mass production, improves productivity, and makes it possible to use a composition having a high viscosity and which has been abandoned without waste. Further, there is no need to increase the temperature of the entire tank and it is not necessary to increase the temperature of the entire pipe, so there is no adverse effect on the pot life.
本発明の光学物品の製造装置は、組成物が収納されるタンクと、このタンク内に収納された組成物がキャビティに注入されるモールド型と、このモールド型の前記キャビティに組成物を注入するディスペンサと、を備えた光学物品の製造装置であって、前記キャビティに注入される直前の組成物の温度を前記タンク内に収納される組成物の温度より高くするヒータを有することを特徴とする。 The optical article manufacturing apparatus of the present invention includes a tank in which the composition is stored, a mold in which the composition stored in the tank is injected into the cavity, and the composition is injected into the cavity of the mold. An apparatus for manufacturing an optical article comprising a dispenser, comprising: a heater that makes the temperature of the composition immediately before being injected into the cavity higher than the temperature of the composition stored in the tank. .
この発明では、タンクで調合した組成物をモールド型へ注入する際に、ディスペンサを用いる。そして、このディスペンサに供給する組成物の温度を上げるためのヒータを備えている。
ヒータは、温度を調整することが簡単なため、組成物の温度を容易に所望の温度まで上げることができる。なお、組成物の粘度と温度には相関関係があるため、温度を設定することで所望の粘度に調整することができる。
したがって、組成物の粘度を低下させることができ、キャビティ内部に注入するに際し最適の粘度とすることができる。その結果、量産が容易となり、生産性が向上するとともに、従来高粘度で注入を断念した組成物を無駄なく使用する事が可能となる。
In the present invention, a dispenser is used when injecting a composition prepared in a tank into a mold. And the heater for raising the temperature of the composition supplied to this dispenser is provided.
Since it is easy to adjust the temperature of the heater, the temperature of the composition can be easily raised to a desired temperature. In addition, since there is a correlation between the viscosity of the composition and the temperature, it can be adjusted to a desired viscosity by setting the temperature.
Therefore, the viscosity of the composition can be reduced, and an optimum viscosity can be obtained when it is injected into the cavity. As a result, mass production is facilitated, productivity is improved, and a composition having a high viscosity and which has been abandoned can be used without waste.
本発明の光学物品の製造装置は、前記タンクに収納された組成物の粘度を測定する粘度計と、この粘度計の測定値に基づいて前記キャビティに注入される組成物の温度を制御する制御装置と、を備えたことが好ましい。 The optical article manufacturing apparatus of the present invention includes a viscometer that measures the viscosity of the composition stored in the tank, and a control that controls the temperature of the composition injected into the cavity based on the measured value of the viscometer. And an apparatus.
この発明によれば、タンクに粘度計が装備されているので、タンク内の組成物の粘度を常時測定および監視することができる。
したがって、調合完了後の時間の経過によって、タンク内の組成物の粘度が上昇した場合、その粘度上昇の程度を常時測定および監視することが可能であり、組成物の粘度上昇の程度に合わせて、注入時に最適な粘度となるようにヒータの温度を調整することが可能となる。
つまり、組成物の粘度が低めの場合には、ヒータは低温での加熱で十分であり、組成物の粘度が高い場合には、ヒータを高温にしてやることで、注入時の組成物の粘度を低下させ、スムーズに注入することが可能である。
According to the present invention, since the tank is equipped with the viscometer, the viscosity of the composition in the tank can be constantly measured and monitored.
Therefore, when the viscosity of the composition in the tank increases with the lapse of time after the completion of the preparation, it is possible to constantly measure and monitor the degree of increase in the viscosity, and to match the degree of increase in the viscosity of the composition. The temperature of the heater can be adjusted so as to obtain an optimum viscosity at the time of injection.
That is, when the viscosity of the composition is low, heating at a low temperature is sufficient for the heater, and when the viscosity of the composition is high, the heater is heated to a high temperature, thereby reducing the viscosity of the composition at the time of injection. It can be lowered and injected smoothly.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳述する。
(製造装置の構成)
図1は本発明の一実施形態にかかる光学物品の製造装置の概略図である。
図1に示すように、製造装置100は、原料組成物を収納するタンク110と、タンク110内部の原料組成物の粘度を測定する粘度計120と、原料組成物を重合硬化させるモールド130と、モールド130へ原料組成物を供給する原料供給装置140と、原料組成物を注入直前に加温する温度を制御する制御部150と、を備えている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(Configuration of manufacturing equipment)
FIG. 1 is a schematic view of an optical article manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the
本発明で使用する原料は特に限定されず、一般的に光学物品の材料として用いられているものを使用することができる。例えば、(メタ)アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、アリル樹脂、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート樹脂(CR−39)等のアリルカーボネート樹脂、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、イソシアネート化合物とジエチレングリコールなどのヒドロキシ化合物との反応で得られたウレタン樹脂、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たチオウレタン樹脂、(チオ)エポキシ基を有する化合物を含有する重合性組成物を重合して得られるチオエポキシ系樹脂、分子内に1つ以上のジスルフィド結合を有する(チオ)エポキシ化合物を含有する重合性組成物を重合して得られる樹脂などが挙げられる。本実施形態では、スチレン樹脂を用いる。 The raw material used by this invention is not specifically limited, What is generally used as a material of an optical article can be used. For example, (meth) acrylic resin, styrene resin, polycarbonate resin, allyl resin, allyl carbonate resin such as diethylene glycol bisallyl carbonate resin (CR-39), vinyl resin, polyester resin, polyether resin, isocyanate compound and hydroxy such as diethylene glycol Urethane resin obtained by reaction with a compound, thiourethane resin obtained by reacting an isocyanate compound and a polythiol compound, a thioepoxy resin obtained by polymerizing a polymerizable composition containing a compound having a (thio) epoxy group, Examples thereof include resins obtained by polymerizing a polymerizable composition containing a (thio) epoxy compound having one or more disulfide bonds in the molecule. In this embodiment, styrene resin is used.
タンク110は、底面111と、底面111から垂直に立ち上げられた壁面112とからなる略円筒状の容器である。壁面112の底面111側には、粘度計120を取り付けるための取付孔113が形成されている。また、タンクには、ウォータージャケット等による温度制御設備と、撹拌羽等による撹拌装置が付いていることが望ましい。
The
粘度計120は、取付孔113に嵌合する本体部121と、本体部121の先端で原料組成物の粘度を検出する検出部122と、検出部122での測定値を表示する表示装置123と、を備えている。本体部121と取付孔113との間は、タンク110内の原料が漏れないように密封されている。検出部122は、タンク110内の原料組成物に浸漬されている。表示装置123は本体部121に接続され、検出部122で検出した粘度を数値化して表示している。
粘度計120としては、一般に市販されている粘度計を使用することができる。例えば、CBC株式会社製のシールド型粘度計「FVM80A−ST」などのインライン型粘度計を好適に使用することができる。
The
As the
モールド130は、一対のレンズ型131の周縁部にテープ132が巻き付けられて形成される。
The
原料供給装置140は、モールド130に原料組成物を供給する装置であり、モールド130の内部に原料組成物を注入するディスペンサ141と、このディスペンサ141の基端部に下端部が接続される原料流通管142と、原料流通管142を覆い、ディスペンサ141に隣接したヒータ143と、を備え、原料流通管142の他端部は、タンク110内の原料組成物に浸漬された状態となっている。
The raw
ディスペンサ141には、タンク110から原料流通管142を通じて一定の圧力で原料組成物が供給される。ディスペンサ141としては、例えば、ニードル弁方式のディスペンサを使用することができる。ニードル弁方式のディスペンサは、圧縮空気および原料が導入されて、ニードル弁が開閉し、ニードル弁が開状態の間、先端の注入ノズルより原料が吐出される。
原料流通管142は、タンク110内の組成物をディスペンサ141に一定の圧力で供給する。
The raw material composition is supplied from the
The raw
ヒータ143は、ディスペンサ141に供給する直前に原料流通管142内部の組成物を加温できれば特に限定されないが、例えば、ステンレス製のフィルム内にニクロムリボン線が内臓されたバンドヒータを使用することができる。このバンドヒータは原料流通管142の外周面を包みこむように取り付けられている。
なお、ヒータ143はディスペンサ141に隣接して原料流通管142の一部に取り付けられるものである。
The
The
ヒータ143の温度は、原料流通管142の内部を流通する原料組成物の粘度に応じて決定することができる。具体的な原料組成物の粘度に対する、ヒータ143の設定温度については、使用する原料組成物の種類、特性に応じて、最適になるように設定すればよい。具体的には、タンク内の粘度が増加するにつれて、ヒータ温度を上昇させるようなプログラムが考えられる。
The temperature of the
制御部150は、ヒータ143の温度を制御するヒータ制御部151と、ディスペンサの動作を制御するディスペンサ制御部152と、を備えている。
ヒータ制御部151は、タンク110内の原料組成物の粘度に応じて、ある計算式に基づき、温度が自動で決定されるように制御しても良いし、または、粘度計の表示装置123の値を確認した上で、作業者が手動で設定値を変更して制御することも可能である。
また、ディスペンサ制御部152は、モールド130内の液面等を監視しながら、独立で注入量、注入スピード等を制御しても良いし、または、ヒータ制御部151と連動させて、原料組成物の温度、粘度等のデータを利用して制御させることも可能である。
The
The heater control unit 151 may perform control so that the temperature is automatically determined based on a certain calculation formula according to the viscosity of the raw material composition in the
In addition, the
(光学物品の製造方法)
次に、製造装置100による光学物品の製造方法を説明する。
まず、原料組成物をタンク110で調合する。具体的には、各種のモノマー、オリゴマー等の重合性原料を必要量秤量し、タンク110内に投入する。この重合性原料は、必要に応じて、2種類以上を用いてもかまわない。1種、または2種以上の重合性原料をタンク110内に投入した後、タンク110の温度を適切な温度に調整し、投入された原料組成物が均一になるように充分に撹拌を行う。この際、必要に応じて、内部離型剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、架橋剤、ブルーイング剤等を添加しても良い。
(Method for manufacturing optical article)
Next, a method for manufacturing an optical article by the
First, the raw material composition is prepared in the
撹拌時のタンク温度は、一般的には、−10℃〜80℃であり、より好ましくは、0℃〜40℃である。あまり高温で行うと、早期に重合反応が始まってしまったり、原料組成物が黄色に着色するといった問題点がある。また、あまり低温で行うと、粉末(固体)の重合性原料や、紫外線吸収剤等の粉末(固体)の各種添加剤の溶解が不可能であったり、溶解が可能にしても、非常に時間がかかるといった問題が起こり易い。また、撹拌前、もしくは撹拌途中に、重合開始剤、重合触媒を添加してもよい。ただし、これらは、原料組成物のポットライフとの関係で、後述する脱気工程の前、または、後で添加しても良い。
タンク110を用いて、原料組成物を調合する際の撹拌時間は一般的に1分間〜48時間であり、より好ましくは、5分〜24時間である。短時間では、充分に均一にならず、また、長時間の場合は、重合反応が始まってしまう問題点がある。撹拌時のタンク内雰囲気は、大気、窒素、アルゴン等の不活性ガスの雰囲気下で行うことが可能である。圧力についても、常圧の他、加減圧してもかまわない。
The tank temperature at the time of stirring is generally −10 ° C. to 80 ° C., and more preferably 0 ° C. to 40 ° C. If it is carried out at a very high temperature, there are problems that the polymerization reaction starts early or the raw material composition is colored yellow. Moreover, if it is performed at a low temperature, it is impossible to dissolve the powder (solid) polymerizable raw materials and various additives (powder (solid) such as ultraviolet absorbers), or even if it can be dissolved, it takes a very long time. It is easy for problems to occur. Moreover, you may add a polymerization initiator and a polymerization catalyst before stirring or in the middle of stirring. However, these may be added before or after the degassing step described later in relation to the pot life of the raw material composition.
The stirring time when the raw material composition is prepared using the
また、原料組成物の調合にあたっては、上記の様に最初からタンク110を用いても良いし、あるいは、他のタンクを用いて、原料組成物を調合した後で、調合済みの原料組成物をタンク110へ移送して使用することも可能である。
さらに、原料組成物によっては、タンク110内で予備反応を行ってもよい。予備反応を行う場合には、単に、タンク温度を加温することによって反応させることも可能であるが、必要に応じて、予備反応用の重合開始剤、または重合触媒を少量添加してもよい。予備反応を行うことによって、重合成型時の重合収縮を低減させ、モールドと成型材料が重合途中で剥がれることを防止する効果がある。また、原料の種類によっては、予備反応を行うことにより、成型後の樹脂の透明性を改善する効果もある。
In preparing the raw material composition, the
Furthermore, depending on the raw material composition, a preliminary reaction may be performed in the
このようにして、原料組成物の調製後、または予備反応終了後に、続いて脱気工程を行うことが一般的である。脱気工程は、撹拌中に巻き込んだ、微小な気泡を原料組成物中から無くすことで、重合成型後の硬化物に気泡がそのまま残り、外観不良となることを避ける効果がある。また、ウレタン樹脂用またはチオウレタン樹脂用の原料性組成物を用いた場合には、原料組成物中に、極微量の水分が含まれていると、重合成型中に、気泡不良が発生することがあり、脱気工程を行うことで、水分量を減らすことが可能となり、気泡不良を低減する効果もある。
脱気工程は、一般的には、0.001torr〜100torrの減圧下で、−10℃〜80℃、1分間〜24時間行う。ただし、原料組成物によっては、あまり減圧をしすぎると、組成物中に含まれるモノマー自身が揮発してしまう問題があり、最適な圧力、温度、時間等は原料組成物によって異なる。
Thus, it is common to perform a deaeration process after preparation of a raw material composition or after completion of a preliminary reaction. The degassing step has an effect of avoiding the appearance of defective bubbles by leaving the bubbles in the cured product after polymerization molding by eliminating minute bubbles entrained during stirring from the raw material composition. In addition, when a raw material composition for urethane resin or thiourethane resin is used, if the trace amount of water is contained in the raw material composition, bubble defects may occur during polymerization molding. By performing the deaeration process, it is possible to reduce the amount of water, and there is an effect of reducing bubble defects.
The deaeration step is generally performed at -10 ° C to 80 ° C for 1 minute to 24 hours under a reduced pressure of 0.001 to 100 torr. However, depending on the raw material composition, if the pressure is reduced too much, the monomer itself contained in the composition volatilizes, and the optimum pressure, temperature, time, etc. vary depending on the raw material composition.
そして、脱気工程が終了した後、原料供給装置140により、タンク110内の原料組成物を、原料流通管142、ディスペンサ141を介してモールド130のキャビティ内に注入する。このとき、原料流通管142の内部を流通する原料組成物は、ヒータ143により加温される。
After the deaeration process is completed, the raw material composition in the
加温の理由には次の2つの場合がある。
1つ目は、通常、原料流通管142、ディスペンサ141、モールド130等は室内の常温(25℃前後)の環境下におかれるため、ディスペンサーを通る原料組成物の温度も常温付近であることが一般的である。常温での原料組成物の粘度が高すぎた場合、モールド130へ注入しようとしても、モールド130のすき間をうまく原料組成物が流れず、モールド130の外側へあふれてしまうことが多い。あるいは、あふれることを避けて注入しようとすると、注入速度を極端に遅くする必要があり、生産性に問題がでる。また、何とか注入しても、モールド130の内部に残った空気が原料組成物の粘度が高いため、うまく排出されず、レンズに欠けが生じてしまう不良になることも多い。
このような現象は、特に、モールドの外周部のすき間幅が狭い、プラス度数レンズ作製用のモールドを使用した場合に発生し易い。プラス強度用のモールドでは、レンズのコバ厚が薄くなるため、中には1mm以下のすき間しかない場合もある。
There are the following two reasons for heating.
First, since the raw
Such a phenomenon is likely to occur particularly when a mold for producing a plus power lens having a narrow gap width at the outer peripheral portion of the mold is used. In the mold for plus strength, since the edge of the lens is thin, there may be a gap of 1 mm or less.
一般的に、注入する際に最適な原料組成物の粘度は、2〜500mPa・sであり、より好ましくは、5〜200mPa・sであり、さらに好ましくは、10〜100mPa・sである。原料組成物の粘度が高すぎる場合には、上記の様にモールド130のすき間をうまく原料組成物が流れず、モールドの外側へ流れ出す等の現象が起こりやすい。
注入時の原料組成物の粘度が500mPa・sを超えた場合、注入速度を遅くするだけでは通常のプラス度数レンズ用のモールドには注入が不可能であり、モールドのすき間を大幅に広げるしかなく、プラス度数レンズであったとしても、コバ厚の非常に厚い、商品価値の落ちるレンズしか作製することが不可能になる。注入時の原料組成物の粘度が200mPa・sを超えた場合、注入スピードを遅くすることや、モールドのすき間を若干広げることで対応は可能であるが、注入スピードの低下による生産性の低下や、レンズのコバ厚の増加につながる。100mPa・s以下まで原料組成物の粘度が下がると、プラス度数レンズ用のモールドでも、スムーズに注入することが可能になり、大きな問題は起こらないことが多い。
また、原料組成物の粘度が低すぎる場合には、すき間を流れることに問題はないものの、原料組成物の流れる勢いが強くなり過ぎてしまい、流れがモールド130の底に達した場合に、その勢いによって微小な気泡を巻き込むなどの悪影響が出る場合がある。
In general, the viscosity of the raw material composition that is optimal for pouring is 2 to 500 mPa · s, more preferably 5 to 200 mPa · s, and still more preferably 10 to 100 mPa · s. When the viscosity of the raw material composition is too high, the raw material composition does not flow well through the gap of the
When the viscosity of the raw material composition at the time of injection exceeds 500 mPa · s, it is impossible to inject into a mold for a normal plus power lens only by slowing the injection speed, and there is no choice but to greatly widen the mold gap. Even if it is a plus power lens, it is impossible to produce only a lens with a very thick edge and a low commercial value. When the viscosity of the raw material composition at the time of injection exceeds 200 mPa · s, it can be dealt with by slowing down the injection speed or by slightly widening the mold gap. , Leading to an increase in lens edge thickness. When the viscosity of the raw material composition is lowered to 100 mPa · s or less, even a mold for a plus power lens can be smoothly injected, and a large problem often does not occur.
In addition, when the viscosity of the raw material composition is too low, there is no problem in flowing through the gap, but when the flow of the raw material composition becomes too strong and the flow reaches the bottom of the
このような理由により、常温下における原料組成物の粘度が高過ぎて注入し難い場合に、ヒータ143で加温し、注入時の原料組成物の温度を上げることで、原料組成物の粘度を下げることが、モールド130へのスムーズな注入に対して効果的である。また、常温下での原料組成物の粘度が500mPa・s以下であったとしても、ヒータ143で加温することで、注入時の粘度をさらに下げることにより、よりスムーズな注入を実現させ、注入スピードを早くできる等のメリットも多い。
この場合、ヒータは通常時の室温である常温を25℃とすると、25℃を基準として、原料組成物の粘度に応じて、無段階でコントロールすることが可能である。ただし、常温にあまり近い温度では、効果が少ないため、粘度低減の効果が大きくなる範囲は、常温を25℃とした場合には、28℃以上であり、より好ましくは、30℃以上である。または、常温に対して、+3℃以上であり、より好ましくは+5℃以上である。常温と温度差がこの程度あると、原料組成物の粘度の低下量も大きく、注入時の効果も大きくなる。
For these reasons, when the viscosity of the raw material composition at room temperature is too high to be injected, it is heated by the
In this case, the heater can be controlled in a stepless manner according to the viscosity of the raw material composition based on 25 ° C., assuming that the room temperature, which is a normal room temperature, is 25 ° C. However, since the effect is small at a temperature very close to normal temperature, the range in which the effect of reducing viscosity is large is 28 ° C. or higher when the normal temperature is 25 ° C., and more preferably 30 ° C. or higher. Or it is +3 degreeC or more with respect to normal temperature, More preferably, it is +5 degreeC or more. When there is a difference between the room temperature and this temperature, the amount of decrease in the viscosity of the raw material composition is large, and the effect at the time of injection is large.
加温の理由の2つ目としては、原料組成物の常温での粘度は、注入に最適な値になっていたとしても、ポットライフ等の理由で、タンク110を常温以下の低温(たとえば0℃等)で保持している場合、タンクとディスペンサの距離が近すぎると、原料流通管142を通る間に室内の常温の環境下にさらされても、その時間が短く、注入されるまでに原料組成物の温度が上昇できず、低温のまま注入され、粘度が高くなってしまうことがある。この場合には、原料を常温付近までヒータ143で加熱することによって、最適な粘度での注入が可能となる。この際は、原料組成物を常温付近まで昇温させればよく、ヒータでの加熱温度は常温を大きく超える必要はない。常温を25℃とした場合、30℃以下でも充分な効果を得ることは可能である。また、ヒータ143部分以外では原料組成物が加熱されないことで、ポットライフへの悪影響は最小限に押さえられ、また、省エネルギーにもつながる。
As a second reason for heating, even if the viscosity of the raw material composition at room temperature is an optimum value for injection, the
なお、原料流通管142のディスペンサ141の直前における原料組成物の粘度を測定するために、原料流通管142に粘度計を設けてもよい。
In addition, in order to measure the viscosity of the raw material composition immediately before the
以上説明した本実施形態によれば、次のような作用効果を得ることができる。
(1)本実施形態では、ヒータ143をディスペンサ141に隣接した位置かつ原料流通管142を覆う状態に設けた。すなわち、原料組成物がモールド130に注入される直前に、ヒータ143により加温されることになる。
したがって、モールド130注入時の原料組成物の粘度を最適なものにすることができ、原料組成物をモールド130にスムーズに注入することができる。さらに、原料組成物の加熱時間が短時間で済むことから、原料組成物のポットライフへの悪影響も最小限に抑えることができる。
According to the present embodiment described above, the following operational effects can be obtained.
(1) In the present embodiment, the
Therefore, the viscosity of the raw material composition at the time of
また、脱気工程後に時間が経つなどして粘度が上昇した原料組成物であっても、注入直前に加温することにより、スムーズにモールド130に注入することができる。その結果、量産が容易となり、生産性が向上するとともに、従来高粘度で注入を断念した組成物を無駄なく使用する事が可能となる。
Further, even a raw material composition whose viscosity has increased over time after the degassing step can be smoothly injected into the
(2)タンク110に取り付けられた粘度計120により組成物の粘度を常時測定できるため、粘度の管理が容易である。また、粘度と温度には相関関係があるため、ヒータ143で温度の制御を行うことにより、モールド130に注入する直前の原料組成物の粘度を調整することができる。
したがって、本実施形態のように粘度の管理が容易で、この粘度に基づいて容易に温度を制御できるヒータ143を用いるので、原料組成物の粘度を容易に制御することができる。
(2) Since the viscosity of the composition can always be measured by the
Therefore, as in the present embodiment, the viscosity is easily managed, and the
(3)本実施形態では、タンク110に粘度計120を取り付け、検出部122がタンク110内の原料組成物に常時浸漬する状態とした。また、測定値を表示装置123に表示することにより、タンク110内の原料組成物の粘度を常時測定および監視することができる。
したがって、タンク110内の原料組成物の粘度を測定するために原料組成物の一部をタンク110の外に取り出して粘度を測定するという手間を省くことができる。また、タンク110の外部に取り出して粘度を測定すると誤差が生じるおそれがあったが、本実施形態では、タンク110内の原料組成物の正確な粘度を連続的に測定することができる。その結果、モールド注入直前の加熱温度についても最適化が可能であり、モールド注入時の最適粘度により近づけることができるとともに、高品質の製品を製造することができる。
(3) In this embodiment, the
Therefore, in order to measure the viscosity of the raw material composition in the
なお、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的および効果を達成できる範囲内での変形や改良が、本発明の内容に含まれるものであることはいうまでもない。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that modifications and improvements within the scope of achieving the objects and effects of the present invention are included in the contents of the present invention. Nor.
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
[実施例1]
インライン型粘度計(CBC株式会社製、製品名「FVM80A−ST」)を装着した調合タンク中で、m−キシリレンジイソシアネート103重量部と4,8or4,7or5,7−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカン100重量部を混合し、さらに、内部離型剤0.15重量部、紫外線吸収剤として2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール3.0重量部を混合し、タンク温度を25℃に保持しながら、1時間ほど十分に攪拌し、原料組成物を調合した。
この後、重合触媒としてジブチルスズジクロライド0.04重量部を添加し、さらに充分撹拌して溶解させた後、5mmHgの真空下で30分脱気を行った。
脱気終了後、タンク温度を25℃で保持したまま、ゆっくりと撹拌を続け、脱気終了後2時間を経過した時点よりモールドへの注入を開始した。
注入にあたって、タンク内原料組成物の粘度をインライン型粘度計で監視し、ヒータの加熱温度を調整した。粘度と加熱温度の関係は、粘度が100〜200mPa・sの時は30℃、200〜300mPa・sの時は35℃、300〜400mPa・sの時は40℃、400〜500mPa・sの時は45℃、500〜600mPa・sとなるように設定した。
今回は、手動でヒータの設定値を上記の様に変更したが、ヒータ制御にプログラムコントローラー等を使用して自動制御を行い、タンク内の原料組成物の粘度に合わせて、ステップ上、または無断階にヒータ温度を制御しても良い。
注入したモールドの形状は、成型後のレンズ度数が+5.00D コバ厚 1.2mmとなるようなガラス製モールドを用いて、外周部を粘着テープで封止した形状の品を用いた。なお、注入スピードは、標準速と低速の2つの場合で注入試験を行い、注入がスムーズに行えるか、また、泡等がレンズに残り外観不良にならないかについて評価を行った。標準速は、60秒程度でモールド内が満杯になる位の速度であり、低速は、3分程度でモールド内が満杯になる位の速度である。
注入が完了したモールドは、30℃から120℃まで20時間かけて昇温し、重合硬化させた後、室温まで冷却してから、モールドと硬化した原料組成物を離型してプラスレンズ形状の光学材料を得た。離型後のレンズについて、泡等が残っていないか外観を確認した。
[Example 1]
In a mixing tank equipped with an in-line viscometer (CBC, product name “FVM80A-ST”), 103 parts by weight of m-xylylene diisocyanate and 4,8or4,7or5,7-dimercaptomethyl-1,11 -Dimercapto-3,6,9-trithiaundecane (100 parts by weight) was mixed, 0.15 part by weight of an internal mold release agent, and 2- (2-hydroxy-5-methylphenyl) -2H- as an ultraviolet absorber. While mixing 3.0 parts by weight of benzotriazole and maintaining the tank temperature at 25 ° C., the mixture was sufficiently stirred for about 1 hour to prepare a raw material composition.
Thereafter, 0.04 part by weight of dibutyltin dichloride was added as a polymerization catalyst, and after further stirring and dissolving, deaeration was performed under a vacuum of 5 mmHg for 30 minutes.
After the degassing, the tank temperature was kept at 25 ° C. and the stirring was continued slowly. The injection into the mold was started after 2 hours had passed after the degassing.
In the injection, the viscosity of the raw material composition in the tank was monitored with an in-line viscometer, and the heating temperature of the heater was adjusted. The relationship between the viscosity and the heating temperature is 30 ° C. when the viscosity is 100 to 200 mPa · s, 35 ° C. when it is 200 to 300 mPa · s, 40 ° C. when it is 300 to 400 mPa · s, and 400 to 500 mPa · s. Was set to 45 ° C. and 500 to 600 mPa · s.
This time, the set value of the heater was manually changed as described above. However, automatic control using a program controller, etc., is performed for heater control, and in accordance with the viscosity of the raw material composition in the tank, step by step or without permission The heater temperature may be controlled on the floor.
The shape of the injected mold was a product having a shape in which the lens power after molding was +5.00 D and the edge thickness was 1.2 mm, and the outer peripheral portion was sealed with an adhesive tape. In addition, the injection | pouring speed | velocity | rate performed the injection | pouring test in two cases, standard speed and low speed, and evaluated whether injection | pouring could be performed smoothly and whether a bubble etc. remain in a lens and it does not become an external appearance defect. The standard speed is a speed that fills the mold in about 60 seconds, and the low speed is a speed that fills the mold in about 3 minutes.
The mold that has been injected is heated from 30 ° C. to 120 ° C. over 20 hours, polymerized and cured, then cooled to room temperature, and then the mold and the cured raw material composition are released to form a plus lens shape. An optical material was obtained. About the lens after mold release, the external appearance was confirmed whether bubbles etc. remain.
[比較例1]
実施例1と同じ調合タンク、同じ原料を用いて原料組成物の調合・脱気工程を行った。脱気工程後の保管時間、保管条件も実施例1と同様に行い、実施例1と同じ時間になった時点で、標準速、低速での注入試験を行った。注入にあたり、注入直前にヒータでの加熱をせず、そのまま原料組成物をモールドへ注入した。
[Comparative Example 1]
The same preparation tank and the same raw material as in Example 1 were used to prepare and degas the raw material composition. The storage time and storage conditions after the deaeration process were also performed in the same manner as in Example 1. When the same time as in Example 1 was reached, an injection test at standard speed and low speed was performed. In the injection, the raw material composition was directly injected into the mold without heating with a heater immediately before the injection.
[実施例2]
実施例1と同じ調合タンクを用い、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート 100重量部と、紫外線吸収剤として2−2(2−ヒドロキシ−4−オクチルオキシフェニル)−ベンゾトリアゾールを0.1重量部を混合し、タンク温度を25℃にして、約60分撹拌を行った。続いて、重合開始剤として、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート3重量部を添加し、さらに充分撹拌して均一にした。
ついで、この原料組成物を、20mmHgの真空下で15分脱気を行った。脱気終了後、調合タンクを25℃に保持したまま、ゆっくりと撹拌をつづけ、脱気終了後3時間経過後から注入実験を行った。
注入にあたって、タンク内の原料組成物の粘度に対して、ヒータの加熱条件を実施例1と同様に設定した。注入スピードについても、実施例1と同様に標準速、低速の2つの条件で行い、使用したガラスモールドについても、実施例1と同じ形状、コバ厚の物を用いた。
[比較例2]
実施例2と同じ調合タンク、同じ原料を用いて原料組成物の調合・脱気工程を行った。脱気工程後の保管時間、保管条件も実施例2と同様に行い、実施例2と同じ時間になった時点で、標準速、低速での注入試験を行った。注入にあたり、注入直前にヒータでの加熱をせず、そのまま原料組成物をモールドへ注入した。
[Example 2]
Using the same formulation tank as in Example 1, 100 parts by weight of diethylene glycol bisallyl carbonate and 0.1 part by weight of 2-2 (2-hydroxy-4-octyloxyphenyl) -benzotriazole as an ultraviolet absorber were mixed, The tank temperature was 25 ° C. and stirring was performed for about 60 minutes. Subsequently, 3 parts by weight of diisopropyl peroxydicarbonate was added as a polymerization initiator, and the mixture was further stirred to be uniform.
Subsequently, this raw material composition was deaerated for 15 minutes under a vacuum of 20 mmHg. After completion of the deaeration, the mixing tank was kept at 25 ° C. and stirring was continued slowly, and an injection experiment was conducted after 3 hours had elapsed after the completion of the deaeration.
In the injection, the heating conditions of the heater were set in the same manner as in Example 1 with respect to the viscosity of the raw material composition in the tank. The injection speed was the same as in Example 1 under the two conditions of standard speed and low speed, and the glass mold used had the same shape and edge thickness as Example 1.
[Comparative Example 2]
The same preparation tank and the same raw material as in Example 2 were used to prepare and degas the raw material composition. The storage time and storage conditions after the deaeration process were also performed in the same manner as in Example 2. When the same time as in Example 2 was reached, an injection test at standard speed and low speed was performed. In the injection, the raw material composition was directly injected into the mold without heating with a heater immediately before the injection.
各実施例、各比較例について、注入試験を行った時点の、タンク内原料組成物の粘度、および、ヒータ設定値に原料組成物を加熱した場合の各条件と、標準速、および低速の条件における、注入試験結果(注入時のスムーズさ、およびレンズの外観)について、以下の表1に示す。
なお、加熱した場合の粘度については、注入試験を行っている時点で、原料組成物を少量サンプリングし、別に用意したE型粘度計で、ヒータ設定温度まで加温して粘度測定を行った時の値を用いている。
なお、注入結果の評価基準は以下の通りである。
<注入結果の評価基準>
◎:問題なく注入可能
○:わずかにレンズに泡が残るが問題ないレベル
△:大きい泡が残り、レンズが欠けるレベル
×:モールドから原料組成物があふれてしまい、注入不可
For each example and each comparative example, the viscosity of the raw material composition in the tank at the time when the injection test was performed, and each condition when the raw material composition was heated to the heater set value, and the standard speed and low speed conditions Table 1 below shows the injection test results (smoothness during injection and the appearance of the lens).
In addition, about the viscosity at the time of heating, at the time of performing the injection test, a small amount of the raw material composition was sampled, and when the viscosity was measured by heating to the heater set temperature with a separately prepared E-type viscometer The value of is used.
The evaluation criteria for the injection result are as follows.
<Evaluation criteria for injection results>
◎: Can be injected without problems ○: Levels where bubbles remain slightly in the lens, but no problem △: Levels where large bubbles remain and lenses are missing ×: Raw material composition overflows from the mold and injection is impossible
表1からわかるように、実施例1、2では、注入する直前に加温しているため、原料組成物の粘度を下げることができ、同じ条件で加熱なしで注入している比較例1、2に比べ、スムーズな注入が可能になり、短時間での注入が可能、または、注入時の泡不良の低減等につながっていることがわかる。 As can be seen from Table 1, in Examples 1 and 2, since heating is performed immediately before injection, the viscosity of the raw material composition can be lowered, and Comparative Example 1 is injected without heating under the same conditions. Compared to 2, smooth injection is possible, and it can be seen that injection in a short time is possible, or that it leads to a reduction in bubble defects during injection.
本発明は、メガネレンズなどのプラスチック、プリズム、光ファイバー、情報記録基盤、フィルター、接着剤等の光学物品に使用できる。 The present invention can be used for optical articles such as plastics such as eyeglass lenses, prisms, optical fibers, information recording boards, filters, adhesives, and the like.
100…製造装置、110…タンク、120…粘度計、130…モールド、140…原料供給装置、141…ディスペンサ、143…ヒータ、150…制御部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記キャビティ内部に注入される直前の組成物の温度が、前記タンク内に収納される組成物の温度より高くなるようにヒータで加熱することを特徴とする光学物品の製造方法。 Production of an optical article comprising an injection step of injecting a composition stored in a tank into a cavity formed inside a mold, and a polymerization step of polymerizing and curing the composition injected in the injection step A method,
A method for producing an optical article, wherein the composition is heated with a heater so that the temperature of the composition immediately before being injected into the cavity is higher than the temperature of the composition stored in the tank.
前記注入工程は、前記タンクに収納された組成物の粘度の値に基づいて前記キャビティ内部に注入される組成物の温度を制御することを特徴とする光学物品の製造方法。 In the manufacturing method of the optical article according to claim 1,
The said injection | pouring process controls the temperature of the composition inject | poured in the said cavity based on the value of the viscosity of the composition accommodated in the said tank, The manufacturing method of the optical article characterized by the above-mentioned.
前記キャビティに注入される直前の組成物の温度を前記タンク内に収納される組成物の温度より高くするヒータを有することを特徴とする光学物品の製造装置。 Manufacture of an optical article comprising: a tank in which the composition is stored; a mold for injecting the composition stored in the tank into the cavity; and a dispenser for injecting the composition into the cavity of the mold A device,
An apparatus for manufacturing an optical article, comprising: a heater that makes the temperature of the composition immediately before being injected into the cavity higher than the temperature of the composition stored in the tank.
前記タンクに収納された組成物の粘度を測定する粘度計と、
この粘度計の測定値に基づいて前記キャビティに注入される組成物の温度を制御する制御装置と、を備えたことを特徴とする光学物品の製造装置。 In the manufacturing method of the optical article according to claim 3,
A viscometer for measuring the viscosity of the composition stored in the tank;
An apparatus for manufacturing an optical article, comprising: a control device that controls a temperature of a composition injected into the cavity based on a measurement value of the viscometer.
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