JP2016147502A - 光学レンズ成形用金型及び光学レンズの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低複屈折性を有し、かつ、形状精度が高い光学レンズを製造する際に好適に用いられる金型、及び、前記特性を有する光学レンズの製造方法を提供する。【解決手段】光学レンズ用キャビティ、及び、ゲートを有する光学レンズ成形用金型であって、光学レンズ用キャビティの外径（Ｄ）とゲートの長さ（Ｌ）が、下記式（Ｉ）を満たすことを特徴とする光学レンズ成形用金型、及び、この金型を用いる光学レンズの製造方法。【数１】【選択図】 図２

Description

本発明は、低複屈折性を有し、かつ、形状精度が高い光学レンズを製造する際に好適に用いられる金型、及び、前記特性を有する光学レンズの製造方法に関する。

近年、電子電気機器の軽量化、小型化、薄型化が進み、携帯電話類に搭載されるカメラユニットにおいても、薄型・小径化が求められている。また、このようなカメラユニットにおいては、Ｆ値特性（絞り値）及びＭＴＦ特性（コントラスト再現比）等のレンズ性能に優れることも求められている。
従来、このようなカメラユニットに採用されるレンズは、大量生産し得ることが望ましいことから、射出成形法により製造されてきた。
例えば、特許文献１には、ノルボルネン系開環共重合体水素化物や、それを射出成形して得られた光学レンズ等が記載されている。

射出成形は、通常、射出ユニットと金型とを有する射出成形機（例えば、図１に示す射出成形機）を用いて、以下の方法により行われる。
図１に示す射出成形機（１）は、射出ユニット（２）と金型（３）を有するものである。金型（３）は、固定側型板（４）と可動側型板（５）を有し、固定側型板（４）と可動側型板（５）の間に、空間（製品部）（６）が存在する。
樹脂成形品を製造する際は、まず、原料樹脂をホッパ（７）からシリンダー（８）内に投入した後、その原料樹脂を加熱して可塑化する。次いで、スクリュー（９）を前進させることで、溶融樹脂（可塑化した樹脂）をノズル（１０）から、型締めを行った金型（３）内に射出注入する。金型（３）の空間（製品部）（６）（以下、この部分を「金型内」ということがある。）を溶融樹脂で満たした後、溶融樹脂を冷却固化させることで、目的の樹脂成形品を製造することができる。
また、この方法においては、通常、樹脂成形品の寸法精度を向上させるために、保圧をかける（金型（３）内を溶融樹脂で満たした後も、スクリュー（９）を所定時間稼働させて、金型（３）内の樹脂に圧力をかけ続ける）ことが行われる。

光学レンズ等を製造する場合、金型としては、例えば、図２に示す形状を有するものが用いられる。図２（Ａ）は、金型の断面図であり、図２（Ｂ）は、その金型の可動側型板の上面図である。図２（Ａ）に示す金型（１１）は、固定側型板（１２）と可動側型板（１３）とを有する。
図２に示す形状の金型において、空洞部（溶融樹脂が充填される領域）は、スプルー（１４）、ランナー（１５）、ゲート（１６）、及び、光学レンズ用キャビティ（１７）である（図２に示す金型では、４つの光学レンズ用キャビティを有するが、番号は一部にのみ付している。）。
スプルー（１４）は、溶融樹脂が金型内を最初に通過する際の通路であり、その端は、射出ユニットのノズルと接続される。
光学レンズ用金型は、通常、スプルー（１４）から分岐された通路であるランナー（１５）とランナー（１５）の先に存在する複数の光学レンズ用キャビティ（１７）とを有し、同時に２以上の光学レンズを成形できるようになっている。
溶融樹脂はランナー（１５）を通過して、それぞれの光学レンズ用キャビティ（１７）に流入する。このとき、光学レンズ用キャビティ（１７）の手前に存在するゲート（１６）の形状を適切に設計することにより、適切な流入速度で溶融樹脂を光学レンズ用キャビティ（１７）内に流入させることができる。

特開２０１２−９２２８４号公報

従来、射出成形法により光学レンズを製造すると、部分的に複屈折が大きくなったり、目的の形状にならなかったりすることがあった。したがって、低複屈折性を有し、かつ、形状精度が高い光学レンズを製造し得る方法が要望されていた。

本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、低複屈折性を有し、かつ、形状精度が高い光学レンズの製造方法を提供することを目的とする。

本発明者は上記課題を解決すべく、射出成形法により光学レンズを製造する方法について鋭意検討した。その結果、目的の光学レンズの形状に応じて、ゲートの長さ等を適切化することにより、低複屈折性を有し、かつ、形状精度が高い光学レンズを製造し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。

かくして本発明によれば、下記（１）〜（５）の光学レンズ成形用金型、及び（６）、（７）の光学レンズの製造方法が提供される。
（１）光学レンズ用キャビティ、及び、ゲートを有する光学レンズ成形用金型であって、光学レンズ用キャビティの外径（Ｄ）とゲートの長さ（Ｌ）が、下記式（Ｉ）を満たすことを特徴とする光学レンズ成形用金型。

（２）ゲートの幅（Ｗ）とゲートの長さ（Ｌ）が、下記式（ＩＩ）を満たすものである（１）に記載の光学レンズ成形用金型。

（３）光学レンズ用キャビティのフランジ部の深さ（ｈ_１）とゲートの深さ（Ｈ）が、下記式（ＩＩＩ）を満たすものである（１）又は（２）に記載の光学レンズ成形用金型。

（４）光学レンズ用キャビティの外径（Ｄ）が、３〜２０ｍｍである、（１）〜（３）のいずれかに記載の光学レンズ成形用金型。
（５）光学レンズ用キャビティの最深部の深さ（ｈ_２）が、８ｍｍ以下である、（１）〜（４）のいずれかに記載の光学レンズ成形用金型。
（６）光学レンズの製造方法であって、成形材料を溶融してなる溶融物を、（１）〜（５）のいずれかに記載の光学レンズ成形用金型内に射出する工程を有することを特徴とする、光学レンズの製造方法。
（７）成形材料中の樹脂成分が脂環構造含有樹脂である、（６）に記載の光学レンズの製造方法。

本発明によれば、低複屈折性を有し、かつ、形状精度が高い光学レンズを製造する際に好適に用いられる金型、及び、前記特性を有する光学レンズの製造方法が提供される。

従来の射出成形機を表す模式図である。 光学レンズ成形用金型を表す模式図である。 光学レンズ成形用金型の光学レンズ用キャビティ周辺の拡大図である。 光学レンズ成形用金型の光学レンズ用キャビティ周辺の拡大図である。 光学レンズ成形用金型のゲート付近の断面を表す模式図である。 光学レンズ成形用金型中の光学レンズ用キャビティの配置を表す模式図である。 実施例１及び比較例１で得られた光学レンズの複屈折を可視化した図である。

以下、本発明を、１）光学レンズ成形用金型、及び、２）光学レンズの製造方法、に項分けして詳細に説明する。

１）光学レンズ成形用金型
本発明の光学レンズ成形用金型は、光学レンズ用キャビティ、及び、ゲートを有する光学レンズ成形用金型であって、光学レンズ用キャビティの外径（Ｄ）とゲートの長さ（Ｌ）が、前記式（Ｉ）を満たすことを特徴とする。

本発明の光学レンズ成形用金型としては、先に図２で示した金型と同様の形状を有し、かつ、下記式（Ｉ）を満たすものが挙げられる。

図２で示した金型の光学レンズ用キャビティ周辺の拡大図を、図３に示す。
光学レンズ用キャビティの外径（Ｄ）とは、光学レンズの直径に対応するものであり、図３（Ａ）中の（ａ）で示される部分の長さである。
ゲートの長さ（Ｌ）とは、図３（Ａ）中の（ｂ）で示される部分の長さである。
（Ｌ）／（Ｄ）の値が小さ過ぎると、低複屈折性を有する光学レンズが得られ難くなり、（Ｌ）／（Ｄ）の値が大き過ぎると、形状精度に優れる光学レンズが得られ難くなる。これらの理由から、（Ｌ）／（Ｄ）の値は、０．２５超０．３５未満が好ましい。

本発明の光学レンズ成形用金型は、ゲートの幅（Ｗ）とゲートの長さ（Ｌ）が、下記式（ＩＩ）を満たすものが好ましい。

ゲートの幅（Ｗ）とは、図３（Ｂ）中の（ｆ）で示される部分の長さである。（Ｌ）／（Ｗ）の値が小さ過ぎると、形状精度に優れる光学レンズが得られ難くなるおそれがある。（Ｌ）／（Ｗ）の値は、好ましくは、０．９〜２．０であり、より好ましくは、１．００〜１．７５である。

本発明の光学レンズ成形用金型は、光学レンズ用キャビティのフランジ部の深さ（ｈ_１）とゲートの深さ（Ｈ）が、下記式（ＩＩＩ）を満たすものが好ましい。

光学レンズ用キャビティのフランジ部の深さ（ｈ_１）とは、光学レンズの外周部の厚みに対応するものであり、図３（Ａ）中の（ｄ）で示される部分の長さである。
ゲートの深さ（Ｈ）とは、図３（Ａ）中の（ｃ）で示される部分の長さである。ゲートの深さ（Ｈ）と光学レンズ用キャビティのフランジ部の深さ（ｈ_１）が上記式（ＩＩＩ）を満たすことで、金型から成形体を取り出した後、光学レンズとその他の部分とを分離する作業を効率よく行うことができる。

本発明の光学レンズ成形用金型において、光学レンズ用キャビティの外径（Ｄ）は、好ましくは３〜２０ｍｍ、より好ましくは５〜１０ｍｍである。
本発明の光学レンズ成形用金型において、光学レンズ用キャビティの最深部の深さ（ｈ_２）は、好ましくは８ｍｍ以下、より好ましくは０．５〜５ｍｍ、特に好ましくは１．０〜３．０ｍｍである。
光学レンズ用キャビティの最深部の深さ（ｈ_２）とは、光学レンズの最大厚みに対応するものであり、図３（Ａ）中の（ｅ）で示される部分の長さである。
光学レンズ用キャビティの外径（Ｄ）、光学レンズ用キャビティの最深部の深さ（ｈ_２）が上記範囲内であることで、カメラ等に適した光学レンズを効率よく製造することができる。

本発明の光学レンズ成形用金型において、光学レンズ用キャビティの形状は、特に限定されず、目的の光学レンズの形状に合わせて適宜決定することができる。
例えば、図３に示す光学レンズ用キャビティを有する金型によれば、平凸レンズを製造することができる。
また、図４（Ａ）、（Ｂ）に示す光学レンズ用キャビティを有する金型によれば、それぞれ、両凸レンズ、平凹レンズを製造することができる。
なお、図４（Ａ）、（Ｂ）における符号は、図３と同じものを表す。

本発明の光学レンズ成形用金型において、ゲートの断面の形状は、特に限定されない。ゲートの断面の形状としては、長方形、正方形、台形等の多角形（これらの角を丸めたものを含む）；円；楕円；半円；等が挙げられる。これらの中でも、成形後に光学レンズを容易に抜き出すことができることから、ゲートの断面の形状は、台形、円、又は半円が好ましい。
なお、ゲートの断面の形状が、長方形又は正方形でない場合、上記のゲートの幅（Ｗ）、ゲートの深さ（Ｈ）は、それぞれ、その形状に外接する長方形又は正方形の幅と深さである。
例えば、図５（Ａ）に示すゲート付近の断面図においては、ゲートの断面は台形であり、ゲートの幅（Ｗ）は、（ｆ）で示される部分の長さであり、ゲートの深さ（Ｈ）は、（ｃ）で示される部分の長さである。
また、図５（Ｂ）に示すゲート付近の断面図においては、ゲートの断面は円であり、ゲートの幅（Ｗ）は、（ｆ）で示される部分の長さであり、ゲートの深さ（Ｈ）は、（ｃ）で示される部分の長さである。

本発明の光学レンズ成形用金型において、光学レンズ用キャビティの数は、特に限定されない。光学レンズ用キャビティの数は、通常、２〜１０、好ましくは３〜８である。複数の光学レンズ用キャビティを有する金型においては、通常、スプルーと回転軸が重なるように、光学レンズ用キャビティが配置される。
図６（Ａ）〜（Ｃ）は、光学レンズ用キャビティの配置を模式的に表した図である。
図６（Ａ）に示す光学レンズ用キャビティの配置図は、図２に示す光学レンズ成形用金型を表したものである。図６（Ａ）中、スプルー（１４）は面と垂直方向に伸び、さらに、ランナー（１５）と、４つの光学レンズ用キャビティ（１７）が示されている。図６（Ａ）に示す光学レンズ用キャビティの配置図において、スプルー（１４）は、４回回転軸（Ｃ４）と重なっている。
図６（Ｂ）に示す光学レンズ用キャビティの配置図は、３つの光学レンズ用キャビティ（１７）を有する光学レンズ成形用金型を表したものである。図６（Ｂ）に示す光学レンズ用キャビティの配置図において、スプルー（１４）は、３回回転軸（Ｃ３）と重なっている。
図６（Ｃ）に示す光学レンズ用キャビティの配置図は、８つの光学レンズ用キャビティ（１７）を有する光学レンズ成形用金型を表したものである。図６（Ｃ）に示す光学レンズ用キャビティの配置図において、スプルー（１４）は、４回回転軸（Ｃ４）と重なっている。

本発明の光学レンズ成形用金型によれば、低複屈折性を有し、かつ、形状精度が高い光学レンズを効率よく製造することができる。

２）光学レンズの製造方法
本発明の光学レンズの製造方法は、成形材料を溶融してなる溶融物を、本発明の光学レンズ成形用金型内に射出する工程を有することを特徴とする。

〔成形材料〕
本発明の製造方法においては、通常、成形材料として熱可塑性樹脂製のペレットが用いられる。

熱可塑性樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、通常、１００〜２００℃であり、１２０〜１６０℃が好ましい。
熱可塑性樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）が１００℃未満のときは、得られる光学レンズは耐熱性に劣るものとなる。一方、熱可塑性樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）が２００℃を超えると、得られる光学レンズは、その製造工程における熱の影響から形状精度に劣り易くなる。

熱可塑性樹脂としては、（メタ）アクリル樹脂、脂環構造含有樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ウレタン樹脂、チオウレタン樹脂等が挙げられる。
これらの中でも、透明性に優れる光学レンズが得られることから、脂環構造含有樹脂が好適に用いられる。

脂環構造含有樹脂とは、主鎖及び／又は側鎖に脂環式構造を有する重合体である。
脂環式構造としては、飽和環状炭化水素（シクロアルカン）構造、不飽和環状炭化水素（シクロアルケン）構造などが挙げられる。なかでも、機械強度、耐熱性に優れる光学レンズが得られ易いことから、シクロアルカン構造が好ましい。脂環式構造は主鎖にあっても良いし、側鎖にあっても良いが、機械強度、耐熱性に優れる光学レンズが得られ易いことから、主鎖に脂環式構造を有するものが好ましい。脂環式構造を構成する炭素原子数は特に限定されないが、通常４〜３０個、好ましくは５〜２０個、より好ましくは５〜１５個の範囲である。脂環式構造を構成する炭素原子数がこれらの範囲内であることで、機械強度、耐熱性等の特性が高度にバランスされた光学レンズが得られ易くなる。

脂環式構造含有重合体中の脂環式構造を有する繰り返し単位の割合は特に限定されないが、全繰り返し単位に対して、５０重量％以上が好ましく、７０重量％以上がより好ましく、９０重量％以上がさらに好ましい。脂環式構造を有する繰り返し単位の割合が５０重量％以上の脂環式構造含有重合体を用いることで、透明性および耐熱性に優れる光学レンズが得られ易くなる。

脂環式構造含有重合体の重量平均分子量（Ｍｗ）は、特に限定されないが、通常、５，０００〜１５０，０００、好ましくは１０，０００〜１００，０００である。
脂環式構造含有重合体の重量平均分子量（Ｍｗ）は、例えば、シクロヘキサンを溶媒として４０℃で測定し、標準ポリスチレン換算値として求めることができる。

脂環式構造含有重合体の具体例としては、（１）ノルボルネン系重合体、（２）単環の環状オレフィン系重合体、（３）環状共役ジエン系重合体、（４）ビニル脂環式炭化水素系重合体などが挙げられる。これらの中でも、耐熱性、機械的強度等の観点から、ノルボルネン系重合体、及びビニル脂環式炭化水素系重合体が好ましい。
なお、本明細書において、これらの重合体は、重合反応生成物だけでなく、その水素化物も意味するものである。

（１）ノルボルネン系重合体
ノルボルネン系重合体は、ノルボルネン系モノマーの重合体又はその水素化物である。
ノルボルネン系重合体としては、ノルボルネン系モノマーの開環重合体、ノルボルネン系モノマーとこれと開環共重合可能なその他のモノマーとの開環重合体、これらの開環重合体の水素化物、ノルボルネン系モノマーの付加重合体、ノルボルネン系モノマーとこれと共重合可能なその他のモノマーとの付加重合体などが挙げられる。なかでも、耐熱性、機械的強度等に優れる光学レンズが得られ易いことから、ノルボルネン系モノマーの開環重合体水素化物が好ましい。

ノルボルネン系モノマーとしては、ビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エン（慣用名：ノルボルネン）及びその誘導体（環に置換基を有するもの）、トリシクロ［４．３．０^１，６．１^２，５］デカ−３，７−ジエン（慣用名ジシクロペンタジエン）及びその誘導体、７，８−ベンゾトリシクロ［４．３．０．１^２，５］デカ−３−エン（慣用名メタノテトラヒドロフルオレン：１，４−メタノ−１，４，４ａ，９ａ−テトラヒドロフルオレンともいう）及びその誘導体、テトラシクロ［４．４．０．１^２，５．１^７，１０］ドデカ−３−エン（慣用名：テトラシクロドデセン）及びその誘導体、などが挙げられる。
置換基としては、アルキル基、アルキレン基、ビニル基、アルコキシカルボニル基、アルキリデン基などが挙げられる。
置換基を有するノルボルネン系モノマーとしては、８−メトキシカルボニル−テトラシクロ［４．４．０．１^２，５．１^７，１０］ドデカ−３−エン、８−メチル−８−メトキシカルボニル−テトラシクロ［４．４．０．１^２，５．１^７，１０］ドデカ−３−エン、８−エチリデン−テトラシクロ［４．４．０．１^２，５．１^７，１０］ドデカ−３−エンなどが挙げられる。
これらのノルボルネン系モノマーは、１種単独であるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。

ノルボルネン系モノマーと開環共重合可能なその他のモノマーとしては、シクロヘキセン、シクロヘプテン、シクロオクテンなどの単環の環状オレフィン系単量体などが挙げられる。

ノルボルネン系モノマーと付加共重合可能なその他のモノマーとしては、エチレン、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセンなどの炭素数２〜２０のα−オレフィン、及びこれらの誘導体；シクロブテン、シクロペンテン、シクロヘキセン、シクロオクテン、３ａ，５，６，７ａ−テトラヒドロ−４，７−メタノ−１Ｈ−インデンなどのシクロオレフィン、及びこれらの誘導体；１，４−ヘキサジエン、４−メチル−１，４−ヘキサジエン、５−メチル−１，４−ヘキサジエン、１，７−オクタジエンなどの非共役ジエン；などが挙げられる。これらの中でも、α−オレフィンが好ましく、エチレンがより好ましい。

ノルボルネン系モノマーの開環重合体、またはノルボルネン系モノマーとこれと開環共重合可能なその他のモノマーとの開環重合体は、モノマー成分を、公知の開環重合触媒の存在下で重合させることにより合成することができる。開環重合触媒としては、例えば、ルテニウム、オスミウムなどの金属のハロゲン化物と、硝酸塩またはアセチルアセトン化合物、及び還元剤とからなる触媒、あるいは、チタン、ジルコニウム、タングステン、モリブデンなどの金属のハロゲン化物またはアセチルアセトン化合物と、有機アルミニウム化合物とからなる触媒等が挙げられる。
ノルボルネン系モノマーの開環重合体水素化物は、通常、上記開環重合体の重合溶液に、ニッケル、パラジウムなどの遷移金属を含む公知の水素化触媒を添加し、炭素−炭素不飽和結合を水素化することにより得ることができる。

ノルボルネン系モノマーの付加重合体、またはノルボルネン系モノマーとこれと共重合可能なその他のモノマーとの付加重合体は、モノマー成分を、公知の付加重合触媒の存在下で重合させることにより合成することができる。付加重合触媒としては、例えば、チタン、ジルコニウム又はバナジウム化合物と有機アルミニウム化合物とからなる触媒が挙げられる。

（２）単環の環状オレフィン系重合体
単環の環状オレフィン系重合体としては、例えば、シクロヘキセン、シクロヘプテン、シクロオクテンなどの、単環の環状オレフィン系単量体の付加重合体が挙げられる。
これらの付加重合体の合成方法は特に限定されず、公知の方法を適宜利用することができる。

（３）環状共役ジエン系重合体
環状共役ジエン系重合体としては、例えば、シクロペンタジエン、シクロヘキサジエンなどの環状共役ジエン系単量体を１，２−または１，４−付加重合した重合体及びその水素化物などを用いることができる。
これらの付加重合体の合成方法は特に限定されず、公知の方法を適宜利用することができる。

（４）ビニル脂環式炭化水素系重合体
ビニル脂環式炭化水素系重合体としては、例えば、ビニルシクロヘキセン、ビニルシクロヘキサンなどのビニル脂環式炭化水素系単量体の重合体及びその水素化物；スチレン、α−メチルスチレンなどのビニル芳香族系単量体の重合体の芳香環部分の水素化物；などが挙げられる。また、ビニル脂環式炭化水素系単量体やビニル芳香族系単量体と、これらの単量体と共重合可能な他の単量体との共重合体であってもよい。かかる共重合体としては、ランダム共重合体、ブロック共重合体等が挙げられる。
これらの重合体の合成方法は特に限定されず、公知の方法を適宜利用することができる。

また、脂環式構造含有重合体として、市販品を使用することもできる。市販品としては、日本ゼオン社製、ＺＥＯＮＥＸ（登録商標）、三井化学社製、ＡＰＥＬ（登録商標）、ＪＳＲ社製ＡＲＴＯＮ（登録商標）、ポリプラスチックス社製、ＴＯＰＡＳ（登録商標）などが挙げられる。

本発明の光学レンズの製造方法に用いる成形材料は、熱可塑性樹脂以外の成分を含有するものであってもよい。
熱可塑性樹脂以外の成分としては、光安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、離型剤、帯電防止剤等の添加剤が挙げられる。
これらの成分の配合量は、特に限定されず適宜決定することができる。例えば、これらの添加剤の合計量は、熱可塑性樹脂に対して、１０重量％以下である。

〔射出成形〕
光学用レンズを成形する際に成形材料を溶融する方法や、得られた溶融物を金型内に射出する方法は特に限定されず、これらは常法に従って行うことができる。
例えば、成形材料を射出ユニットのホッパからシリンダー内に投入した後、成形材料を加熱しながらスクリューを回転させることで、成形材料を溶融し、生成した溶融物を射出ユニットの前方に移送することができる。
成形材料を溶融する際の温度は、成形材料の種類にもよるが、通常は、（Ｔｇ＋５０）℃〜（Ｔｇ＋２００）℃、好ましくは、（Ｔｇ＋１２０）℃〜（Ｔｇ＋１７０）℃である。
スクリューの回転数は、特に限定されないが、通常は、１０〜３００ｒｐｍの範囲で適宜選択される。

そのままスクリューの回転を継続することにより、溶融物を、型締めを行った金型内に射出注入することができる。
射出注入する際の射出圧は、金型の構造や溶融物の流動性等の条件を考慮して適宜選択し、設定すればよいが、通常、５００〜１５，０００ｋｇｆ／ｃｍ^２の範囲で行われる。

本発明の光学レンズの製造方法における射出成形は、狭義の射出成形（すなわち、完締め状態の金型に樹脂を射出注入する方法）であってもよいし、射出圧縮成形であってもよい。
したがって、金型の型締めは、採用する成形方法に合わせて適宜行えばよい。
例えば、本発明における成形方法が狭義の射出成形である場合は、金型を完締め状態（固定側型板と可動側型板が完全に密着した状態）に型締めする。型締力は光学レンズの大きさや形状に合わせて適宜決定することができるが、通常２０〜１５０ｔである。
一方、本発明における成形方法が射出圧縮成形である場合は、金型内がわずかに拡大した状態（固定側型板と可動側型板がわずかに離れた状態）に型締めする。拡大させる量は、用いる樹脂の種類や光学レンズの形状に応じて適宜決定することができる。

金型の温度は、熱可塑性樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）や融点（Ｔｍ）に応じて適宜決定することができるが、通常は、（Ｔｇ−３０）℃〜（Ｔｇ＋１０）℃、好ましくは、（Ｔｇ−２０）℃〜（Ｔｇ）℃である。

射出速度は、一定でもよいし、途中で変化させてもよい（多段射出）。射出速度はスクリューの前進速度が２〜１００ｍｍ／秒で成形するのが一般的である。スクリューの前進速度が２ｍｍ／秒未満のときは射出時に溶融物が固化して十分に充填できないおそれがある。射出速度が速すぎるとジェッティング等の外観不良が起こるおそれがある。

通常、溶融物を金型内に射出注入し終えた後、金型のゲート部分の樹脂が完全に冷却固化するまでの間スクリューの回転を継続し、金型内の樹脂に保圧をかける。保圧をかけることにより、形状精度が高い光学レンズが得られ易くなる。
保圧の大きさや保圧時間は、光学レンズの大きさや形状に応じて適宜決定することができる。保圧の大きさは、通常は、１００〜２，０００ｋｇｆ／ｃｍ^２、好ましくは２００〜１，０００ｋｇｆ／ｃｍ^２である。保圧時間は、通常は、２〜３０秒である。

次いで、常法に従い、金型内の樹脂を冷却固化させ、金型を開けて光学レンズを取り出す。
冷却時間は、特に限定されないが、通常１〜５００秒である。

本発明の製造方法により得られる光学レンズは、特に限定されない。例えば、平凸レンズ、両凸レンズ、凸メニスカスレンズ、平凹レンズ、両凹レンズ、凹メニスカスレンズ等が挙げられる。

本発明の製造方法により得られる光学レンズは、低複屈折性を有し、かつ、形状精度が高いものである。

本発明の製造方法により得られる光学レンズは、その位相差は、２００ｎｍ以下が好ましく、１００ｎｍ以下がより好ましい。
本発明の製造方法により得られる光学レンズは、レンズのＸ方向とＹ方向の形状誤差〔ＰＶ（Ｐｅａｋ ｔｏ Ｖａｌｌｅｙ）値〕は、１．０μｍ以下が好ましく、０．５μｍ以下がより好ましい。

以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明をさらに詳細に説明する。なお、本発明はこれらの例に何ら限定されるものではない。以下において、「部」および「％」は特に断りのない限り、重量基準である。

・レンズの形状精度
実施例及び比較例で得られたレンズの形状精度（レンズのＸ方向とＹ方向の形状誤差）を、形状測定器〔「ＮＨ−３ＳＰ」、三鷹光機社製〕を用いて測定した。

・レンズの位相差
実施例及び比較例で得られたレンズの有効径内の位相差を、樹脂成形レンズ検査システム〔「ＷＰＡ−１００」、フォトニックスラティス社製〕を用いて測定した。

〔実施例１〕
射出成形機（製品名「Ｓ２０００ｉ−５０Ａ」、ＦＡＮＵＣ社製、スクリュー径２２ｍｍ）を使用して、以下の方法により脂環式構造含有重合体（製品名「ＺＥＯＮＥＸ（登録商標）Ｋ２６Ｒ」、Tｇ：１４３℃、日本ゼオン社製）を射出成形して光学レンズを製造した。
なお、用いた金型は、図２、図３に示す形状を有するものであり、ａ〔光学レンズ用キャビティの外径（Ｄ）〕＝５．５ｍｍ，ｂ〔ゲートの長さ（Ｌ）〕＝１．５０ｍｍ，ｃ〔ゲートの深さ（Ｈ）〕＝０．２５ｍｍ，ｄ〔光学レンズ用キャビティのフランジ部の深さ（ｈ_１）〕＝０．３０ｍｍ，ｅ〔光学レンズ用キャビティの最深部の深さ（ｈ_２）〕＝０．３０ｍｍ，ｆ〔ゲートの幅（Ｗ）〕＝１．００ｍｍである。

まず、金型の温度を１３８℃に設定し、５０ｔの力で型締めした。次いで、温度が３００℃のシリンダー内で溶融させた脂環式構造含有重合体を、射出ユニットのノズルから金型内に射出速度３０ｍｍ／秒で射出注入した。次いで、金型内の樹脂に、５５０ｋｇｆ／ｃｍ^２で５秒間保圧をかけた。射出開始から２０秒後に金型を開き、光学レンズを取り出した。得られた光学レンズについて上記の評価を行った。評価結果を第１表に示す。

〔実施例２〜４、比較例１〜４〕
第１表に記載の形状を有する金型に変更したことを除き、実施例１と同様にして光学レンズを製造し、各種測定を行った。測定結果を第１表に示す。
また、実施例１、比較例１で得られた成形体（金型から抜き出したもの）において、複屈折を可視化した図を、それぞれ図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示す。図１（Ａ）、（Ｂ）において、青色が０ｎｍであり、赤色が３００ｎｍである。

〔実施例５〕
脂環式構造含有重合体（製品名「ＡＰＥＬ（登録商標）５５１４ＭＬ」、Ｔｇ：１３０℃、三井化学社製）を用い、金型の温度を１２５℃、シリンダー内の溶融温度を２６０℃とした以外は実施例１と同様にして光学レンズを製造して、各種測定を行った。測定結果を第１表に示す。

第１表から以下のことが分かる。
実施例１〜５で得られた光学レンズは複屈折が小さく、形状精度に優れる。
一方、（Ｌ）／（Ｄ）の値が０．２未満の金型を用いた比較例１で得られた光学レンズは、複屈折が大きい。
（Ｌ）／（Ｄ）の値が０．４を超える金型を用いた比較例２、３で得られた光学レンズは、形状精度に劣る。
また、比較例４で用いた金型は、（Ｌ）／（Ｄ）の値が０．２未満であり、（Ｌ）／（Ｗ）の値が１未満である。この金型を用いて得られた光学レンズは、複屈折が大きく、形状精度にも劣っている。

図７（Ａ）、（Ｂ）で示されるように、実施例１で得られた成形体においては、ゲート内で固化した樹脂や光学レンズのフランジ部の複屈折は大きくなっているものの、レンズ部の複屈折は小さい。
一方、比較例１で得られた成形体においては、ゲート内で固化した樹脂や光学レンズのフランジ部に加えて、レンズ部の一部も複屈折が大きくなっている。

１．射出成形機
２．射出ユニット
３．金型
４．固定側型板
５．可動側型板
６．空間（製品部）
７．ホッパ
８．シリンダー
９．スクリュー
１０．ノズル
１１．金型
１２．固定側型板
１３．可動側型板
１４．スプルー
１５．ランナー
１６．ゲート
１７．光学レンズ用キャビティ
ａ．光学レンズ用キャビティの外径（Ｄ）
ｂ．ゲートの長さ（Ｌ）
ｃ．ゲートの深さ（Ｈ）
ｄ．光学レンズ用キャビティのフランジ部の深さ（ｈ_１）
ｅ．光学レンズ用キャビティの最深部の深さ（ｈ_２）
ｆ．ゲートの幅（Ｗ）

Claims (7)

1. 光学レンズ用キャビティ、及び、ゲートを有する光学レンズ成形用金型であって、光学レンズ用キャビティの外径（Ｄ）とゲートの長さ（Ｌ）が、下記式（Ｉ）を満たすことを特徴とする光学レンズ成形用金型。
   

   
2. ゲートの幅（Ｗ）とゲートの長さ（Ｌ）が、下記式（ＩＩ）を満たすものである請求項１に記載の光学レンズ成形用金型。
   

   
3. 光学レンズ用キャビティのフランジ部の深さ（ｈ_１）とゲートの深さ（Ｈ）が、下記式（ＩＩＩ）を満たすものである請求項１又は２に記載の光学レンズ成形用金型。
   

   
4. 光学レンズ用キャビティの外径（Ｄ）が、３〜２０ｍｍである、請求項１〜３のいずれかに記載の光学レンズ成形用金型。
5. 光学レンズ用キャビティの最深部の深さ（ｈ_２）が、８ｍｍ以下である、請求項１〜４のいずれかに記載の光学レンズ成形用金型。
6. 光学レンズの製造方法であって、
   成形材料を溶融してなる溶融物を、請求項１〜５のいずれかに記載の光学レンズ成形用金型内に射出する工程を有することを特徴とする、光学レンズの製造方法。
7. 成形材料中の樹脂成分が脂環構造含有樹脂である、請求項６に記載の光学レンズの製造方法。

Images