JP2013208800A - Optical lens molding mold and manufacturing method of plastic lens - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、温調用の水を循環させるための流路が内部に形成された光学レンズ成形用型、及びかかる光学レンズ成形型を用いたプラスチックレンズの製造方法に関する。 The present invention relates to an optical lens molding die in which a flow path for circulating water for temperature adjustment is formed, and a method for producing a plastic lens using the optical lens molding die.
従来、眼鏡用のプラスチックレンズには、ポリカーボネート樹脂やメタクリル樹脂などの熱可塑性樹脂を用いた射出成形法によって製造されているものがあり、累進屈折力レンズのように複雑な光学面形状を有するプラスチックレンズであっても、成形型のキャビティ形状を転写させることで高精度な成形を可能としている。 Conventionally, some plastic lenses for spectacles are manufactured by an injection molding method using a thermoplastic resin such as a polycarbonate resin or a methacrylic resin, and a plastic having a complicated optical surface shape like a progressive power lens. Even with a lens, high-precision molding is possible by transferring the cavity shape of the mold.
このような射出成形法にあっては、キャビティ内に充填された溶融樹脂が、その取り出しのために十分に固化するまでに冷却するのに必要な時間を短縮して、生産性を向上させるには、溶融樹脂を射出、充填する際の成形型の温度をできるだけ低く設定するのが有効である。
しかしながら、成形型の設定温度を低くすることで、冷却時間の短縮が見込めるが、その反面、ジェッティングやフローマークなどの外観不良が発生し易くなってしまう。このような外観不良は、成形型の設定温度を高くすることによって改善されことが多いことから、これらの外観不良が発生しない範囲で、できるだけ低い温度となるように成形型の温度を管理する必要があり、冷却時間を短縮するには限界があった。
In such an injection molding method, the molten resin filled in the cavity shortens the time required for cooling until it sufficiently solidifies for its removal, thereby improving productivity. It is effective to set the temperature of the mold when the molten resin is injected and filled as low as possible.
However, although the cooling time can be shortened by lowering the set temperature of the mold, on the other hand, appearance defects such as jetting and flow marks are likely to occur. Since such appearance defects are often improved by increasing the set temperature of the mold, it is necessary to control the mold temperature so that it is as low as possible without causing these appearance defects. There was a limit to shortening the cooling time.
このため、成形型の設定温度を低くする代わりに、冷却工程を充填工程がなされる位置とは別の位置で行う方法や、熱交換効率を高めて冷却時間を短縮する方法などが提案されている(特許文献1〜3参照)。
For this reason, instead of lowering the set temperature of the mold, a method of performing the cooling process at a position different from the position where the filling process is performed, a method of increasing the heat exchange efficiency and shortening the cooling time, etc. have been proposed. (See
しかしながら、これらの方法にも次のような問題があった。 However, these methods have the following problems.
例えば、特許文献1には、溶融樹脂が充填された金型13aを射出ユニット16の下方位置から移動させて冷却させている間に、射出ユニット16の下方位置に移動してきた別の成形型13bに溶融樹脂を充填するようにして、射出ユニット16を遊ばせることなく、射出成形品を効率よく製造するスライド成形装置が開示されている。
しかしながら、特許文献1では、二つの金型13a,13bを用いて冷却工程と充填工程とを同時に行うことで、射出成型品を効率よく製造するようにしているが、スライド機構を設けるために装置の構造が複雑になるなどの問題がある。
For example, in
However, in
また、特許文献2では、キャビティ(成形用凹部)を形成する型部材(第1の金属部材、及び第2の金属部材)を、ベリリウム銅合金(熱伝導率:83.7W/m・K)のような熱伝導率の大きな材質で構成することで、一般的な鋼材であるSDK61(熱伝導率:26.1W/m・K)の3倍以上の熱伝導率となり、樹脂から金型への熱移動を効率的に行うことができ、冷却時間の短縮が可能となる。
しかしながら、ベリリウム銅合金の線膨張係数は17.8×10−6であり、一般的な鋼材であるSKD61(線膨張係数:13.3×10−6)の線膨張係数に比べて大きく、これらの鋼材と組み合わせて温度を上下させる場合には、膨張の違いにより動作不良や破損といった問題が生じてしまう。
Further, in
However, the linear expansion coefficient of the beryllium copper alloy is 17.8 × 10 −6, which is larger than that of SKD61 (linear expansion coefficient: 13.3 × 10 −6 ) which is a general steel material. When the temperature is raised or lowered in combination with this steel material, problems such as malfunction and breakage occur due to differences in expansion.
また、特許文献3では、金型内に配した冷却水の溝形状を多重渦巻溝に改良することにより、金型の熱交換効率を改善して温度分布を均一に保つようにしている。
しかしながら、特許文献3は、光ディスク成形金型に関するものであり、平板状の光ディスクを成形対象としており、レンズのような曲率形状のものを成形することを全く想定しておらず、多重渦巻溝の深さは場所によって一定の深さとなっている。このため、特許文献3の光ディスク成形金型を、そのまま曲率のあるレンズ用金型に適用した場合には、冷却水が循環する溝と成形品表面との距離に差が出てしまうため、温度ムラなどの問題が生じてしまう。
In
However,
本発明は、上記したような事情に鑑みてなされたものであり、レンズのような曲率形状のものを成形する場合であっても、温度ムラが生じることなく、冷却効率を向上させて、冷却に要する時間を短くして生産効率を高めることができるプラスチックレンズ成形用金型、及びそのような光学レンズ成形用型を用いたプラスチックレンズの製造方法の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and even when a lens having a curvature shape such as a lens is molded, the cooling efficiency is improved without causing temperature unevenness and cooling. An object of the present invention is to provide a plastic lens molding die capable of shortening the time required for increasing the production efficiency and a method for producing a plastic lens using such an optical lens molding die.
本発明に係る光学レンズ成形用型は、温調用の水を循環させるための流路が内部に形成された光学レンズ成形用型であって、レンズ成形面側に位置する流路形成部材と、前記流路形成部材と接合されて前記流路形成部材との間に前記流路を形成する基台とからなる型本体を備え、前記流路形成部材には、前記流路を形成する溝が、前記レンズ成形面の曲率形状に合せて溝底部と前記レンズ成形面との距離が一定となるように、前記基台との接合面に刻設されている構成としてある。 An optical lens molding die according to the present invention is an optical lens molding die in which a flow channel for circulating water for temperature control is formed inside, a flow channel forming member located on the lens molding surface side, A mold body comprising a base joined to the flow path forming member and forming the flow path between the flow path forming member and a groove forming the flow path is provided on the flow path forming member. In addition, in accordance with the curvature shape of the lens molding surface, the distance between the groove bottom and the lens molding surface is made constant so as to be engraved on the joint surface with the base.
また、本発明に係るプラスチックレンズの製造方法は、上記のような光学レンズ成形用型を用いて、プラスチックレンズを製造する方法としてある。 The plastic lens manufacturing method according to the present invention is a method for manufacturing a plastic lens using the optical lens molding die as described above.
本発明によれば、レンズのような曲率形状のものを成形する場合であっても、成形面に温度ムラが生じることなく、冷却効率を向上させて、冷却に要する時間を短くして生産効率を高めることができる。 According to the present invention, even when a lens having a curvature shape such as a lens is molded, the cooling efficiency is improved without causing temperature unevenness on the molding surface, and the time required for cooling is shortened so that the production efficiency is improved. Can be increased.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[射出成形装置]
図1は、本実施形態に係る光学レンズ成形用型を用いてプラスチックレンズを成形する射出成形装置の一例を示す説明図である。
[Injection molding equipment]
FIG. 1 is an explanatory view showing an example of an injection molding apparatus for molding a plastic lens using the optical lens molding die according to the present embodiment.
図1に示す射出成形装置は、パーティングラインPLで分割される一対の分割型として可動型1と固定型2とを有する成形型50と、トグルリンク機構65によって成形型50の開閉及び型締めをする型締装置60と、ホッパー81から投入された原料樹脂を加熱シリンダ82で溶融、混練、計量してノズル85から射出する射出装置80とを備えている。
The injection molding apparatus shown in FIG. 1 includes a
[射出装置]
図1に示す射出成形装置が備える射出装置80は、先端部にノズル85が形成された加熱シリンダ82を有している。この加熱シリンダ82の内部には、駆動部84によって回転及び進退移動が制御されたスクリューが配設されている。
[Injection device]
An
また、加熱シリンダ82の基端側には、ペレット状の原料樹脂を加熱シリンダ82内に投入するためのホッパー81が接続されている。ホッパー81から加熱シリンダ82内に投入された原料樹脂は、加熱シリンダ82内で回転するスクリューによってせん断、粉砕されつつ、せん断熱と加熱シリンダ82が備えるヒーターからの加熱によって溶融、混練されながら、スクリューの先端とノズル85との間に形成されるシリンダ前室に送られて計量され、その後、射出成形に適した粘度に調整されて溶融状態にある所定量の原料樹脂がノズル85から射出される。
Further, a
[型締装置]
図1に示す射出圧形装置において、型締装置60は、所定の間隔で架台66に立設された固定ダイプレート61とリヤプレート62との間に複数のタイバー63を架設し、可動ダイプレート64が、タイバー63に案内されて移動可能となるように構成されている。そして、固定ダイプレート61と可動ダイプレート64との間には、成形型50が取り付けられており、リヤプレート62と可動ダイプレート64との間には、トグルリンク機構65が取り付けられている。
これにより、トグルリンク機構65を駆動させると、可動ダイプレート64がタイバー63に案内されて進退し、これに伴って、成形型50の開閉と型締めとがなされるようになっている。
[Clamping device]
In the injection pressure molding apparatus shown in FIG. 1, the
As a result, when the
ここで、トグルリンク機構65は、図示しないモータに接続されたボールねじ72の回転に伴って、螺着されたクロスヘッド73がボールねじ72に沿って移動するようになっている。そして、クロスヘッド73が可動ダイプレート64側に移動すると、連結リンク74A,74Bによってトグルリンク71A,71Bが直線状に伸びて、可動ダイプレート64が固定ダイプレート61に近づくように移動(前進)する。これとは反対に、クロスヘッド73がリヤプレート62側に移動すると、連結リンク74A,74Bによってトグルリンク71A,71Bが内方へ屈曲して、可動ダイプレート64が固定ダイプレート61から離れるように移動(後退)する。
Here, the
[成形型]
図2は、図1に示す成形型50を、その中心軸を通る紙面に垂直な面で切り取った断面を示す断面図であり、型閉じした初期の状態を示している。また、図3は、図2のA−A断面図、図4は、図2のB−B断面図であり、図5は、図3におけるキャビティ3の周囲を拡大して示す要部拡大断面図である。
[Molding mold]
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a cross section of the molding die 50 shown in FIG. 1 cut along a plane perpendicular to the paper surface passing through the central axis, and shows an initial state in which the die is closed. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 2, FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 2, and FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the main part showing the periphery of the
これらの図に示す例では、一対の分割型として成形型50が有する可動型1と固定型2との間に、所定形状のプラスチックレンズを成形するための二つキャビティ3とともに、ゲートGを介して各キャビティ3に接続された樹脂流路としてのランナ49が形成されるようになっている。そして、固定型2の型板10には、ランナ49に直角に接続されるスプルー48を形成するスプルーブッシュ47が取り付けられている。
In the examples shown in these drawings, a pair of split molds, a
可動型1の型本体4は、二つのインサートガイド部材5と、これらを保持する型板6,7とを有している。インサートガイド部材5の内部には、光学レンズ成形用型としてのインサート金型11が、パーティングラインPLに対して直角方向へ摺動可能となるように収納されている。
また、固定型2の型本体8は、二つのインサートガイド部材9と、型板10とを有しており、インサートガイド部材9は、型板10と型取付部材15とによって保持されている。インサートガイド部材9の内部には、光学レンズ成形用型としてのインサート金型12が、パーティングラインPLに対して直角方向へ摺動可能となるように収納されている。
The
The
このような可動型1と固定型2とを有する成形型50は、可動型1と固定型2との間に、可動型1側のインサート金型11と固定型2側のインサート金型12のそれぞれに形成された成形面を含むキャビティ3が形成されている。キャビティ3は、成形しようとするプラスチックレンズの形状に対応して形成され、キャビティ3を形成するインサート金型11,12のそれぞれの成形面は、ガラス基材11a,12aに形成されている。
A molding die 50 having such a
より具体的には、可動型1側のインサート金型11は、成形しようとするプラスチックレンズの一方の光学面(図示する例では、凹面側の面)に対応する成形面が、ガラス基材11aに形成されており、当該ガラス基材11aを型本体11bに接合することによってインサート金型11が形成されている。固定型2側のインサート金型12も同様に、成形しようとするプラスチックレンズの他方の光学面(図示する例では、凸面側の面)に対応する成形面が、ガラス基材12aに形成され、当該ガラス基材12aを型本体12bに接合することによってインサート金型12が形成されている(図5参照)。
More specifically, in the
ガラス基材11a,12aとしては、例えば、クラウン系、フリント系、バリウム系、リン酸塩系、フッ素含有系、フツリン酸系などの非晶質のガラス素材を用いることができる。これらのなかでも、熱伝導率が0.4〜1.3W/m・Kの非晶質のガラス素材を適宜選択して用いるのが、その断熱効果により、金型温度を低く設定して冷却時間の短縮を図る上で好ましい。 As the glass substrates 11a and 12a, for example, an amorphous glass material such as a crown, flint, barium, phosphate, fluorine-containing, or fluorophosphate can be used. Among these, an amorphous glass material having a thermal conductivity of 0.4 to 1.3 W / m · K is appropriately selected and used. Due to its heat insulation effect, the mold temperature is set low and cooling is performed. This is preferable for shortening the time.
また、このような非晶質のガラス素材は、切削や研磨などにより表面の鏡面性が容易に得られ、高い精度が要求される成形面を形成するのにも適している。
すなわち、研磨工程を経て鋼材からなるインサート金型に直接成形面を形成するには、高度の技術と、手間のかかる工程を必要とするが、レンズの光学面を成形する成形面が形成されたガラス基材11a,12aを型本体11b,12bに接合してインサート金型11,12を形成することにより、成形面の形成が容易になり、製作工数も短縮することができる。これにより、インサート金型11,12を低コストで製造することが可能になる。
Further, such an amorphous glass material is easily suitable for forming a molding surface that requires high precision because the surface can be easily mirror-finished by cutting or polishing.
That is, in order to form a molding surface directly on an insert mold made of steel through a polishing process, a high-level technique and a laborious process are required, but a molding surface for molding an optical surface of a lens was formed. By forming the
ガラス基材11a,12aは、成形条件を考慮して、射出成形時の射出圧力や保持圧力に十分に耐えることができるように、3〜4mmの厚みで形成するのが好ましい。射出成形時はもとより、取扱い時の破損を防ぐなどの目的で、強化ガラス又はDLC(ダイヤモンドライクカーボン)などにより表面処理を施すこともできる。 The glass substrates 11a and 12a are preferably formed with a thickness of 3 to 4 mm so as to sufficiently withstand the injection pressure and holding pressure during injection molding in consideration of molding conditions. Surface treatment can be performed with tempered glass or DLC (diamond-like carbon) for the purpose of preventing damage during handling as well as during injection molding.
ガラス基材11a,12aを型本体11b,12bに接合するには、線膨張係数が低く、高温環境における安定性に優れた熱硬化性樹脂を接着剤として用いることができる。そして、型本体11b,12bの接合面にハケで塗布するなどして、両者を接合すればよい。このような熱硬化性樹脂としては、硫黄を含有する熱硬化性モノマーを反応して得られる硫黄含有熱硬化性樹脂が好ましい。硫黄含有熱硬化性樹脂は、線膨張係数が低く、高温環境下にあっても安定性に優れるとともに、ガラス基材との接着性(密着性)にも優れている。さらに、硬化前のモノマーの状態において、表面張力が低く接着対象面に液膜状に付着させることが可能であるため、ガラス基材11a,12aと型本体11b,12bとの間に形成される接着層を極めて薄い層とすることができる。
In order to join the glass base materials 11a and 12a to the
硫黄含有熱硬化性樹脂としては、チオウレタン樹脂及びエピチオ系樹脂から選ばれる少なくとも1種の樹脂であることが好ましい。ここで、チオウレタン樹脂とは、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して得られる樹脂をいい、エピチオ系樹脂とは、エピチオ基を有する化合物を必須成分とするレンズ原料モノマーを反応して得られる樹脂をいう。ガラス基材との接着に極めて優れ、かつ、経済性に優れる点から、硫黄含有熱硬化性樹脂としては、チオウレタン樹脂を用いるのが特に好ましい。市販のチオウレタン樹脂としては、例えば、三井化学株式会社製のMRシリーズ、商品名「MR−6」、「MR−7」、「MR−8」、「MR−10」、「MR−20」、「MR−1746」などが好適に用いられる。 The sulfur-containing thermosetting resin is preferably at least one resin selected from thiourethane resins and epithio resins. Here, the thiourethane resin refers to a resin obtained by reacting a polyisocyanate compound and a polythiol compound, and the epithio resin is obtained by reacting a lens raw material monomer having a compound having an epithio group as an essential component. Refers to the resin that is produced. It is particularly preferable to use a thiourethane resin as the sulfur-containing thermosetting resin because it is extremely excellent in adhesion to a glass substrate and is economical. Examples of commercially available thiourethane resins include MR series manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., trade names “MR-6”, “MR-7”, “MR-8”, “MR-10”, and “MR-20”. “MR-1746” or the like is preferably used.
また、型本体11b,12bは、マルエージング鋼、ベリリウム銅合金などの鋼材を用いて形成することができるが、ガラス基材11a,12aに用いたガラス素材よりも熱拡散率の高い鋼材を用いるのが好ましい。
The
本実施形態において、インサート金型11,12には、図示しない金型温度調節装置から供給される温調用の水を循環させるための流路Cが配設されている。
すなわち、型本体11b、12bは、基台11d、12dと流路形成部材11c、12cとを軸方向に垂直な接合面で接合してなり、レンズ成形面側に位置する流路形成部材11c、12cには、基台11d、12dとの接合面に流路形成用の溝が刻設されている。これにより、流路形成部材11c、12cと基台11d、12dとの間に、流路Cが形成されるようになっている。
基台11d、12dには、流路形成部材11c、12cとの接合面に、流路形成用の溝を囲むように環状溝CGが形成されており、この環状溝にOリングORを嵌め込んで、流路形成部材11c、12cと基台11d、12dとが液密に接合されるようになっている。OリングORとしては、耐熱性の高いフッ素ゴム(例えば、JIS B 2401 4種D)が好ましい。
In the present embodiment, the
That is, the mold
On the
本実施形態において、インサート金型11,12に設けられる流路Cは、例えば、図6に示すように、入口INから流入してきた温調用の水が、中心部を通ってから外周部を周り、また中心部へ戻ってきて出口OUTから流出する配置としたり、図7に示すように、入口INから流入してきた温調用の水が、中心部から渦巻き状に外周へ広がりながら進み、出口OUTから流出する配置としたりすることができる。成形面の全体を均等に冷却できれば、流路Cの配置は、これらに限定されない。
In the present embodiment, the flow path C provided in the
プラスチックレンズの射出成形の品質と生産性に大きな影響を与えるパラメータとして、金型温度がある。この金型温度をコントロールし、一定の温度に保つために、金型温度調節装置から供給される温調用の水をインサート金型11,12内に循環させることができる。金型温度調節装置内のヒーターによって一定温度に温められた水はポンプで送られて、インサート金型11,12内に設けた流路Cを一周してから温調機へ戻り、一定温度に調整されてから再び流路に送られる。インサート金型11,12内を循環する温調用の水は、その熱が流路Cの壁から伝わってインサート金型11,12の温度を上げる役割を果たす。その一方で、射出成形時にキャビティ内に射出、充填された溶融樹脂の熱が、インサート金型11,12を経て流路Cの壁から温調用の水へ伝わっていき、樹脂を冷却する役割も同時に果している。
As a parameter that greatly affects the quality and productivity of plastic lens injection molding, there is a mold temperature. In order to control the mold temperature and maintain a constant temperature, water for temperature adjustment supplied from the mold temperature control device can be circulated in the
そして、前述したように配置された流路Cにおいて、入口INから流入してきた温調用の水は、流路Cを一周した後に出口OUTから流出されるが、この一連の流れを断続的に行い、流路C内を流れる温調用の水とインサート金型11,12との間で熱交換がなされるようにしている。
このときの熱交換が効率よくなされるためには、流路Cの表面積を増やせばよいが、流路形成部材11c、12cに刻設された流路形成用の溝からなる流路Cの深さが一定であると、流路Cの底部と成形面との間の距離Lが場所によって異なってしまう。そうすると、レンズのような曲率形状のものを成形する場合には、場所によって熱の移動量に差ができ、成形面に温度ムラが生じてしまうため、この温度の違いがレンズ品質に影響を及ぼしてしまう。
Then, in the channel C arranged as described above, the water for temperature adjustment flowing in from the inlet IN flows out of the outlet OUT after making a round of the channel C, but this series of flow is intermittently performed. Heat exchange is performed between the temperature adjusting water flowing in the flow path C and the
In order to efficiently perform the heat exchange at this time, the surface area of the flow path C may be increased, but the depth of the flow path C formed by the flow path forming grooves formed in the flow
そこで、本実施形態にあっては、流路形成部材11c、12cに流路形成用の溝を刻設するにあたり、その溝底部と成形面との距離Lが一定となるように、成形面の曲率形状に合せて、溝深さを適宜調整する。これによって、成形面をより均等に冷却することができる。
したがって、本実施形態によれば、レンズのような曲率形状のものを成形する場合であっても、成形面に温度ムラが生じることなく、冷却効率を向上させて、冷却に要する時間を短くして生産効率を高めることができる。
Therefore, in the present embodiment, when the flow path forming grooves are engraved in the flow
Therefore, according to the present embodiment, even when a lens having a curvature shape such as a lens is molded, the molding surface is not uneven in temperature, and the cooling efficiency is improved and the time required for cooling is shortened. Production efficiency.
以上のような構成とされた成形型50は、可動型1の型本体4が、型取付部材16を介して可動ダイプレート64に固定されており、固定型2の型本体8が、型取付部材15を介して固定ダイプレート61に固定されている。これによって、型締装置60の固定ダイプレート61と可動ダイプレート64との間に、成形型50が取り付けられるようになっている。
In the
また、可動型1側の型取付部材16には、インサート金型11のそれぞれに対応させて油圧シリンダ19が設けられており、ピストン20に連結されたピストンロッド21が、油圧シリンダ19の一端側に固定されたバックインサート22内を貫通している。そして、それぞれのピストンロッド21の先端に設けられたT字クランプ部材23が、インサート金型11の背面(成形面が形成された面とは反対側の面)に形成されたT字溝24に係脱自在に係合されている。
Further, the
これによって、成形型50を型開きした状態で、各油圧シリンダ19のピストンロッド21を前進させて、それぞれのピストンロッド21の先端に設けられたT字クランプ部材23をインサートガイド部材5から突出させることで、成形しようとするプラスチックレンズに応じてインサート金型11を交換できるようになっている。各油圧シリンダ19のピストンロッド21が後退すると、T字クランプ部材23に取り付けられたインサート金型11は、インサートガイド部材5の内部に収納される。
Thus, with the
同様に、固定型2側の型取付部材15にも、インサート金型12のそれぞれに対応させて油圧シリンダ26が設けられており、ピストン27に連結されたピストンロッド28が、型取付部材15内を貫通している。そして、それぞれのピストンロッド28の先端に設けられたT字クランプ部材29が、インサート金型12の背面(成形面が形成された面とは反対側の面)に形成されたT字溝30に係脱自在に係合されている。
Similarly, a
これによって、成形型50を型開きした状態で、各油圧シリンダ26のピストンロッド28を前進させて、それぞれのピストンロッド28の先端に設けられたT字クランプ部材29をインサートガイド部材9から突出させることで、成形しようとするプラスチックレンズに応じてインサート金型12を交換することができるようになっている。各油圧シリンダ26のピストンロッド28が後退すると、T字クランプ部材29に取り付けられたインサート金型12は、インサートガイド部材9の内部に収納される。
Thus, with the
また、可動型1の型本体4を可動ダイプレート64に固定するに際して、型本体4は、図3に示すように、第一部材16Aと、第二部材16Bとからなる型取付部材16にボルト17で取り付けられている。このとき、可動型1の型本体4と型取付部材16との間には、ボルト17の外周に挿入された複数の皿ばね17Aが介装されており、可動型1の型本体4と型取付部材16との間に隙間Sが形成されるようになっている。
When the
この隙間Sは、成形型50が閉じられた後に可動ダイプレート64がさらに前進し、ガイドピン18でガイドされた型取付部材16が、皿ばね17Aの弾性力に抗して押圧されることにより閉じられるようになっている。これに伴って、図示する例では、型取付部材16に設けられた各油圧シリンダ19が、バックインサート22を介してインサート金型11を押圧するようになっている。これにより、型締めがなされる際のキャビティ3の容積を可変とし、キャビティ3内に射出充填された溶融樹脂をインサート金型11によって加圧圧縮できるようにしてある。
なお、ガイドピン18は、成形型50の開閉動作もガイドするように、固定型2側に突出して、固定型2に穿設された挿通孔に挿通されるようになっている。
The gap S is generated when the
The
また、可動型1側の型取付部材16に設けられた油圧シリンダ19の他端側には、受圧部材32が取り付けられている。そして、型取付部材16に形成された孔33から挿入されたエジェクトロッド34が受圧部材32を押圧すると、油圧シリンダ19、バックインサート22及びインサート金型11も押圧され、キャビティ3内で成形されたレンズが押し出されるようになっている。
これとともに、型取付部材16の中央には、成形型50の開閉方向と平行に進退可能にエジェクトピン35が配置されている。型取付部材16に形成された孔37から挿入されたエジェクトロッド38によって、エジェクトピン35に取り付けられた受圧部材36が押圧されると、エジェクトピン35が押し出される。
したがって、型開きに際しては、エジェクトロッド34,38を前進させることによって、成形品の取り出しがなされるようになっている。
A
At the same time, an
Therefore, when the mold is opened, the ejected
なお、図4に示すように、受圧部材36には、エジェクトリターンピン41の外周に巻回されたばね42のばね力が図中左向きに作用している。また、特に図示しないが、受圧部材32にも、図中左向きのばね力が作用するように、同様の構造とされている。これにより、エジェクトロッド34,38が後退すると、受圧部材32,36も後退して待機位置に戻るようになっている。
As shown in FIG. 4, the spring force of the
また、成形型50は、図4に示すように、射出装置80のノズル85を閉塞するノズルシャット機構90を有している。ノズルシャット機構90は、スプルーブッシュ47によって形成されるスプルー48内に突出する遮断部材としてのノズルシャットピン91を有している。このノズルシャットピン91は、接続片92を介して油圧シリンダ93のピストンロッド94に接続されており、油圧シリンダ93は、シリンダ取付板95によって型取付部材15に固定されている。これにより、スプルーブッシュ47にノズル85が圧接した状態において、油圧シリンダ93を駆動させると、ノズルシャットピン91がスプルー48内に突出してノズル85を閉塞し、樹脂の逆流を阻止するようになっている。
Moreover, the shaping | molding die 50 has the nozzle shut
[プラスチックレンズの製造方法]
以上のような射出成形装置を用いてプラスチックレンズを製造するには、例えば、図8のフローチャートに示す各ステップ(ST1〜ST10)を順に行うことができる。
[Plastic lens manufacturing method]
In order to manufacture a plastic lens using the injection molding apparatus as described above, for example, the steps (ST1 to ST10) shown in the flowchart of FIG. 8 can be sequentially performed.
ST1において、樹脂加圧条件の設定を行う。これは、予め、適正な圧力をキャビティ3内の樹脂に付加するために、成形しようとするプラスチックレンズの特性(レンズ形状及びレンズ度数など)に応じて、型締め力を調整するためのものである。
In ST1, a resin pressurizing condition is set. This is for adjusting the clamping force according to the characteristics of the plastic lens to be molded (lens shape, lens power, etc.) in advance in order to apply an appropriate pressure to the resin in the
ST2において、計量を行う。射出装置80において、ホッパー81から投入されたペレット状の原料樹脂は、加熱シリンダ82内で回転するスクリューによって、せん断、粉砕されつつ、せん断熱と加熱シリンダ82が備えるヒーターからの加熱によって溶融、混練されながら、スクリューの先端とノズル85との間に形成されるシリンダ前室に送られて計量される。ここでは、キャビティ3、ランナ49及びスプルー48に充填されるのに必要な量の溶融樹脂を計量する。
なお、原料樹脂としては、この種のプラスチックレンズの成形に一般に使用されるポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂などの熱可塑性樹脂を用いることができる。
In ST2, weighing is performed. In the
As the raw material resin, a thermoplastic resin such as a polycarbonate resin or an acrylic resin generally used for molding this type of plastic lens can be used.
ST3において、パーティングラインPLで型閉じする。具体的には、トグルリンク機構65を駆動して、クロスヘッド73を前進させると、トグルリンク71A,71Bが伸びて、可動ダイプレート64が固定ダイプレート61に向かって前進することによって、成形型50の型閉じを行う。このとき、可動型1の型本体4と型取付部材16との間に介装された皿ばね17Aが圧縮されない状態で隙間Sを保って、固定型2及び可動型1をパーティングラインPLで型閉じする。この状態では、隙間Sは最大開き量に設定されている。
In ST3, the mold is closed at the parting line PL. Specifically, when the
ST4において、キャビティ容積の設定を行う。ST3で可動型1と固定型2とをパーティングラインPLで密着させた状態から、さらにクロスヘッド73を予め設定した位置(キャビティ容積設定位置)まで前進させる。これにより、トグルリンク71A,71Bが伸びて、可動ダイプレート64が固定ダイプレート61に向かって移動され、キャビティ拡大位置まで移動される。キャビティ拡大量は、クロスヘッド位置の設定により決定される。これにより、成形型50の隙間Sはキャビティ拡大分を残して縮小される。このとき、キャビティ3の容積(肉厚)は、成形されるレンズ容積(肉厚)、つまり、取出し成形品の肉厚より大きく拡大された状態にある。また、皿ばね17Aは圧縮されるため、その反力として、幾分かの型締め力が発生している。
In ST4, the cavity volume is set. In ST3, the
ST5において、射出を行う。ST2で計量された溶融樹脂を射出ノズル85の通路を通じて成形型50に射出する。つまり、射出装置80の加熱シリンダ82内に導入して計量した溶融樹脂を射出する。すると、溶融樹脂が加熱シリンダ82の先端に形成されたノズル85から射出され、スプルー48、ランナ49、ゲートGを通じてキャビティ3内に充填されていく。溶融樹脂がキャビティ3に充填されるとき、射出速度は一定制御されている。
In ST5, injection is performed. The molten resin weighed in ST2 is injected into the
ST6において、樹脂を型内に封じ込める。T5で所定量の樹脂を射出した後、溶融樹脂の射出充填が完了する直前に、クロスヘッド73をさらに前進させる。そして、射出充填が完了した後には、直ちにノズルシャット機構90によってスプルー48内にノズルシャットピン91を突出させてノズル85を閉塞する。これにより、充填された溶融樹脂は、圧縮加圧された状態で成形型50内に封じ込められる。
In ST6, the resin is sealed in the mold. After injecting a predetermined amount of resin at T5, the
ST7において、樹脂加圧を行う。ST6でクロスヘッド73の前進を開始し、クロスヘッド73が原点(ゼロ位置)まで前進して停止すると、トグルリンク71A,71Bは伸びきるため、成形型51内に封じ込められた溶融樹脂は圧縮加圧される。
In ST7, resin pressurization is performed. In ST6, the
ST8において、冷却を行う。これには、成形型50の各部(インサート、インサートガイド部材など)の温度が、成形するレンズ特性に応じてTg点以下の設定された温度になるように、金型温度調節装置によって温調用の水の温度制御を行う。圧縮加圧された状態のまま成形型50内に封じ込められた溶融樹脂を冷却すると、キャビティ3に射出充填された原料樹脂は、加圧圧縮された状態で冷却が進行していくにつれ、固化、収縮していき、所定の容積のプラスチックレンズが成形される。
In ST8, cooling is performed. For this purpose, the temperature of each part (insert, insert guide member, etc.) of the
ST9において、離型動作を行う。離型動作では、トグルリンク機構65のクロスヘッド73をリヤプレート62に向かって後退させて成形型50の型開きを行う。
In ST9, a release operation is performed. In the mold release operation, the
ST10において、成形品エジェクト動作を行う。クロスヘッド73を最後まで後退させると、可動ダイプレート64と固定ダイプレート61との間隔は最大となり、成形型50はパーティングラインPLより分割されて開かる。この型開きに際して、エジェクトロッド34,38を前進させて、成形されたプラスチックレンズの取り出しを行う。
In ST10, a molded product ejecting operation is performed. When the
以下、具体的な実施例を挙げて、本発明をより詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples.
[実施例1]
図1に示す射出成形装置において、可動型1側のインサート金型11と、固定型2側のインサート金型12の両方に、温調用の水を循環させるための流路Cを図6に示す配置で形成した。
その際、流路形成部材11c,12cには、レンズ成形面の曲率形状に合せて、流路Cを形成する溝を、その溝底部とレンズ成形面との距離が7mmとなるように刻設した。
このような射出成形装置により、原料樹脂にポリカーボネートを用いて、キャビティ内への樹脂の充填が開始されてから、冷却固化されたレンズが取り出されるまでの時間を基準値とした場合と、基準値よりも60秒早くした場合とで、レンズ中心部の肉厚が10mm、レンズ周縁部の肉厚が12mm、直径が77mmのプラスチックレンズを成形した。
成形されたプラスチックレンズの中心部と周縁部において度数を測定し、目標度数(D:−3.3)の公差内であるか否かで転写性を評価した。公差内にあるものを「○」、公差内にないものを「×」で示して、その結果を表1に示す。
[Example 1]
In the injection molding apparatus shown in FIG. 1, a flow path C for circulating water for temperature adjustment is shown in FIG. 6 in both the
At that time, in the flow
With such an injection molding device, using polycarbonate as the raw material resin, the time from the start of filling of the resin into the cavity until the cooled and solidified lens is taken as the reference value, and the reference value In this case, a plastic lens having a lens central portion thickness of 10 mm, a lens peripheral portion thickness of 12 mm, and a diameter of 77 mm was formed.
The power was measured at the center and the peripheral edge of the molded plastic lens, and the transferability was evaluated based on whether or not the tolerance was within the target power (D: -3.3). Those that are within tolerance are indicated by “◯”, those that are not within tolerance are indicated by “x”, and the results are shown in Table 1.
[実施例2]
図1に示す射出成形装置において、流路の配置を図7に示すようにした以外は、実施例1と同じ成形条件で、同様のプラスチックレンズを成形した。
実施例1と同様に、成形されたプラスチックレンズの中心部と周縁部において度数を測定して転写性を評価した結果を表1に併せて示す。
[Example 2]
In the injection molding apparatus shown in FIG. 1, the same plastic lens was molded under the same molding conditions as in Example 1 except that the arrangement of the flow paths was as shown in FIG.
As in Example 1, Table 1 shows the results of evaluating the transferability by measuring the power at the central part and the peripheral part of the molded plastic lens.
[比較例]
図1に示す射出成形装置において、インサート金型の内部には流路を配置せず、可動型側のインサート金型と、固定型側のインサート金型の両方の裏面側に円環状の流路を配置した以外は、実施例1と同じ成形条件で、同様のプラスチックレンズを成形した。
実施例1と同様に、成形されたプラスチックレンズの中心部と周縁部において度数を測定して転写性を評価した結果を表1に併せて示す。
[Comparative example]
In the injection molding apparatus shown in FIG. 1, a flow path is not arranged inside the insert mold, and an annular flow path is provided on the back surfaces of both the movable mold side insert mold and the fixed mold side insert mold. A similar plastic lens was molded under the same molding conditions as in Example 1 except that was placed.
As in Example 1, Table 1 shows the results of evaluating the transferability by measuring the power at the central part and the peripheral part of the molded plastic lens.
これらの結果に示すように、冷却時間が基準値の場合には、実施例1,2及び比較例のいずれにおいても良好な転写性が得られている。基準値よりも60秒早くした場合に、比較例では、周縁部の転写性が悪化しているが、実施例1,2では、中心部と周縁部のいずれも良好な転写性が得られている。このことから、本実施形態によれば、レンズのような曲率形状のものを成形する場合であっても、成形面に温度ムラが生じることなく、冷却効率を向上させて、冷却に要する時間を短くして生産効率を高められることが確認できた。 As shown in these results, when the cooling time is the reference value, good transferability is obtained in any of Examples 1 and 2 and the comparative example. In the comparative example, when the transfer time is 60 seconds earlier than the reference value, the transferability of the peripheral portion is deteriorated, but in Examples 1 and 2, good transferability is obtained in both the central portion and the peripheral portion. Yes. Therefore, according to this embodiment, even when a lens having a curvature shape such as a lens is molded, the cooling efficiency is improved without causing temperature unevenness on the molding surface, and the time required for cooling is increased. It was confirmed that the production efficiency could be improved by shortening the length.
以上、本発明について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明は、前述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることはいうまでもない。 Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the present invention. Nor.
例えば、前述した実施形態では、ガラス基材11a,12aに成形しようとするプラスチックレンズの光学面に対応する成形面を形成し、これを型本体11b,12bに接合してインサート金型11,12を形成した例を示したが、本発明は、これに限定されない。必要に応じてガラス基材11a,12aを省略し、型本体11b,12bに直接成形面を形成するようにしてもよい。
For example, in the above-described embodiment, the molding surfaces corresponding to the optical surfaces of the plastic lenses to be molded are formed on the glass base materials 11a and 12a, and this is joined to the
また、眼鏡用のプラスチックレンズを製造する方法としては、仕上げ寸法よりも厚肉の半完成品の状態でレンズを成形しておき、このセミフィニッシュレンズと称される半完成品を後加工で最終形状に仕上げる方法、例えば、凸面側が異なる光学面形状として成形され、凹面側が共通の凹面によって成形された複数の種類のセミフィニッシュレンズを用意しておき、これらの中から使用者の処方に応じて適当なレンズを選択し、その処方を満たすように凹面側を切削、研磨して最終形状に仕上げることによって製造する方法が知られている。 In addition, as a method of manufacturing a plastic lens for spectacles, a lens is molded in a state of a semi-finished product that is thicker than the finished dimensions, and this semi-finished product called a semi-finished lens is finally processed by post-processing. A method of finishing in a shape, for example, a plurality of types of semi-finished lenses, which are molded as different optical surface shapes on the convex side and formed with a common concave surface on the concave side, are prepared according to the user's prescription from these There is known a method of manufacturing by selecting an appropriate lens, and cutting and polishing the concave side so as to satisfy the prescription to finish the final shape.
このようなセミフィニッシュレンズを射出成形法によって製造する場合には、キャビティを形成する一対の分割型のうち少なくとも一方の型(後加工によって切削、研磨が施されない面を成形する型)において、本発明に係る光学レンズ成形用型を適用するようにしてもよい。 When such a semi-finished lens is manufactured by an injection molding method, at least one of a pair of split molds forming a cavity (a mold that molds a surface that is not cut or polished by post-processing) The optical lens molding die according to the invention may be applied.
本発明は、プラスチックレンズを射出成形法により製造するにあたり、金型の内部に温調用の水を循環させて冷却効率を高めることにより、冷却時間を短縮し、成形サイクルタイムを短縮する技術として利用できる。 The present invention is used as a technique for shortening the cooling time and shortening the molding cycle time by increasing the cooling efficiency by circulating the water for temperature adjustment inside the mold when manufacturing the plastic lens by the injection molding method. it can.
11,12 インサート金型(光学レンズ成形用型)
11a,12a ガラス基材
11b,12b 型本体
11c,12c 流路形成部材
11d,12d 基台
C 流路
11,12 Insert mold (mold for optical lens molding)
11a, 12a
Claims (3)
レンズ成形面側に位置する流路形成部材と、前記流路形成部材と接合されて前記流路形成部材との間に前記流路を形成する基台とからなる型本体を備え、
前記流路形成部材には、前記流路を形成する溝が、前記レンズ成形面の曲率形状に合せて、溝底部と前記レンズ成形面との距離が一定となるように、前記基台との接合面に刻設されていることを特徴とする光学レンズ成形用型。 An optical lens molding die in which a flow path for circulating water for temperature control is formed inside,
A mold body comprising a flow path forming member located on the lens molding surface side and a base that is joined to the flow path forming member and forms the flow path between the flow path forming member;
The flow path forming member has a groove that forms the flow path with the base so that the distance between the groove bottom and the lens molding surface is constant according to the curvature shape of the lens molding surface. An optical lens molding die characterized by being engraved on the joint surface.
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