JP3068735B2 - 成形品及びその製造方法及び成形型 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばガラス製母材等
の表面に活性エネルギー線硬化性樹脂を密着成形した非
球面レンズ、フレネルレンズ、回折格子等の成形品及び
その製造方法及び成形型に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、所定の表面形状を有する成形型部
材を用いて、ガラス等の母材の表面に活性エネルギー線
硬化樹脂を密着成形する技術が開発され、非球面レンズ
やフレネルレンズ、回折格子等の製造法として利用され
ている。この成形に際しては、たとえば非球面レンズを
製造する方法が、特開昭６４−３５４０１、特開平１−
１７１９３２、特開平３−１３９０２、特開平４−１４
４７１８等の公報に開示されている。

【０００３】図２５乃至図２７にその一例をあげると、
図２５の非球面金型である成形型２３の表面に紫外線硬
化樹脂に代表される活性エネルギー線硬化樹脂２２を滴
下し、図２６の様にガラス球面レンズである母材２１を
図の上方より供給し樹脂厚みが一定に、かつ母材レンズ
と非球面の光軸が一致する様に、図には示していない何
らかの治具等を用いて型締めし、活性エネルギー線を照
射することにより樹脂を硬化し、離型した後、図２７の
様な複合型非球面レンズを得る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら活性エネ
ルギー線硬化樹脂の一般的な性質として、種類により多
少の差はあるものの、空気に触れている部分は空気中の
酸素による硬化阻害を受けて、活性エネルギー線を照射
しても完全には硬化しないことがしばしばあり、図２６
の様な型構造であった場合は活性エネルギー線硬化樹脂
層２２の側面２４は空気に接触した状態であるため、樹
脂層内部に比べて硬化が遅く、硬化不良を起こし、いつ
までも表面がベタベタした状態のままであった。

【０００５】したがってこの状態のままでは成形後のレ
ンズの取り扱い中に起こる、未硬化樹脂のにじみ出しや
転移による汚れの原因となるため、離型した後で、側面
を溶剤で拭く工程を新たに設けたり、真空中でレンズの
側面をさらに活性エネルギー線で照射し完全硬化する工
程等、新たに余分な工程を設ける必要があり製品のコス
トアップを招くという問題点があった。。

【０００６】上記問題を解決するため、酸素阻害を受け
ない活性エネルギー線硬化樹脂を使用することが考えら
れるが、この系統の樹脂は硬化速度が速く硬化歪みが大
きく面転写性が悪いことや、屈折率・透過率・耐熱性等
の諸物性が限定されるという問題点があった。また活性
エネルギー線照射工程を真空中あるいは非酸素ガス内で
行う方法もあるが、成形ショット毎に雰囲気を変えなけ
ればならず、レンズの連続性生産には効率が悪く問題で
あった。

【０００７】従って、本発明は上述した課題に鑑みてな
されたものであり、その目的とするところは、成形品の
面精度等の物性を損なわず、且つ生産効率のよい成形品
及びその製造方法及び成形型を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するために、本発明に係わる成形品の製造方
法は、成形型に活性エネルギー線硬化性樹脂と成形品母
材を供給し、前記成形型の型締め後、活性エネルギー線
を照射して前記樹脂を硬化させ、離型することにより、
前記成形品母材の表面に硬化した樹脂層を密着成形する
成形品の製造方法において、前記成形型の表面外周部
に、その内周形状が前記成形品母材の外周形状よりも小
さい高分子材料からなる枠体を接着又は一体成形するこ
とにより固定した型を用いて前記樹脂層の成形を行なう
ことを特徴としている。

【０００９】また、この発明に係わる成形品の製造方法
において、前記枠体が、フッ素系あるいはシリコーン系
ゴムから形成されていることを特徴としている。

【００１０】また、本発明に係わる成形品の製造方法
は、成形型に活性エネルギー線硬化性樹脂と成形品母材
を供給し、前記成形型の型締め後、活性エネルギー線を
照射して前記樹脂を硬化させ、離型することにより、前
記成形品母材の表面に硬化した樹脂層を密着成形する成
形品の製造方法において、前記成形型の表面外周部に、
その内周形状が前記成形品母材の外周形状よりも小さい
高分子材料からなる枠体を配置し、前記樹脂を硬化させ
る際に前記成形品母材と前記枠体とを一体的に成形する
ことを特徴としている。

【００１１】また、この発明に係わる成形品の製造方法
において、前記枠体が、フッ素系あるいはシリコーン系
ゴムから形成されていることを特徴としている。

【００１２】また、本発明に係わる成形型は、成形型に
活性エネルギー線硬化性樹脂と成形品母材を供給し、前
記成形型の型締め後、活性エネルギー線を照射して前記
樹脂を硬化させ、離型することにより、前記成形品母材
の表面に硬化した樹脂層を密着成形する成形品の製造方
法に使用される成形型であって、前記成形型の本体の表
面外周部に、その内周形状が前記成形品母材の外周形状
よりも小さい高分子材料からなる枠体を接着又は一体成
形することにより固定したことを特徴としている。

【００１３】また、この発明に係わる成形型において、
前記枠体が、フッ素系あるいはシリコーン系ゴムから形
成されていることを特徴としている。

【００１４】また、本発明に係わる成形品は、請求項１
に記載の製造方法により製造されたことを特徴としてい
る。

【００１５】また、本発明に係わる成形品は、請求項３
に記載の製造方法により製造されたことを特徴としてい
る。

【００１６】

【００１７】

【作用】以上のように、本発明は構成されているので、
成形品母材表面に形成される樹脂層の外周面が枠体によ
って外気から隔離されるので、樹脂層の外周面の未硬化
が防止されることとなり、未硬化樹脂の拭き取り等の後
工程が省略され、生産効率を向上させることができる。

【００１８】また、酸素阻害を受けない樹脂材料を使用
しなくて済むので、樹脂層の歪み等による物性の低下を
防止することができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について、添付
図面を参照して詳細に説明する。 ［第１の実施例］図１乃至図３は、第１の実施例で使用
される成形型の構造及び成形手順を示す図である。

【００２０】図１で１は母材であり、非球面レンズの場
合には、あらかじめ洗浄されたガラス球面レンズであ
り、樹脂が密着する面には、密着を促進するためのシラ
ンカップリング処理等を施しておいても良い。３は本実
施例の成形型であり、型の表面周辺部に高分子製のリン
グ４が接着剤５により接着固定されている。ここで用い
られる成形型３の成形面（図の上面）形状は所望の非球
面の反対（転写）形状をしており、成形型の材料として
は鉄鋼材を初めとして、超鋼材、ニッケル、銅、真鍮、
アルミニウム、ガラス、プラスチック、セラミック等よ
りなり、研磨法または切削法等により図の様に加工され
たものを使用する。

【００２１】またここで用いられる高分子製リング４
は、その内径は少なくとも母材１のガラスレンズの外径
より小さくなければならず、またその厚みは、形成型３
に接着固定した場合に成形型の表面より成形しようとす
る樹脂の厚み分だけ型表面より突出する様な厚みが必要
である。またその材質は高分子材料であればいかなるも
のでも良く、たとえばポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニ
ル、ナイロン、ポリカーボネート、アクリル、ポリエス
テル、ポリスチレン、ポリアセタール、ポリアリレー
ト、ポリエーテルイミド、ポリビニルアルコール、ポリ
イミド、ポリフェニレンオキサイド、ポリサルフォン、
ポリフルオロエチレン、シリコン樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＢ
Ｓ樹脂、各種の液晶ポリマー、ポリウレタン、エポキシ
樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル、スチレン
ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、ウレタ
ンゴム、イソプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、シ
リコンゴム、アクリルゴム、ニトリルゴム、フッ素系ゴ
ム、各種の熱可塑性エラストマー等、またはこれらの混
合物からなるプラスチック類あるいはゴム類より選ばれ
るが、好ましくはフッ素系ゴムまたはシリコン系ゴムが
柔軟かつ離型性が良いので好ましい。

【００２２】フッ素系ゴムとしては、たとえばフッ化ビ
ニリデン−３フッ化塩化エチレン共重合体、フッ化ビニ
リデン−６フッ化プロピレン共重合体、フッ化ビニリデ
ン−６フッ化プロピレン−４フッ化エチレン共重合体、
４フッ化エチレン−プロピレン共重合体、フッ素化熱可
塑性エラストマー、フッ素化ビニルエーテル等より選ば
れ、またシリコンゴムとしては、加熱加硫型のミラブル
型シリコンゴムや室温加硫型のＲＴＶ型シリコン等が選
ばれる。また高分子製リングの製造方法は、射出成形
法、注型成形法、切削法等、いかなるものでも良い。

【００２３】また高分子製リングを形成型に接続する方
法として、図１の様に、たとえばエポキシ系、アクリル
系、ニトリル系、シリコン系等の接着剤４を用いる方
法、また図４，図５の様に、接続部分に勘合用突起やギ
ザギザ状模様を入れておき接着剤を用いずに勘合力だけ
で接続する方法をとってもよい。さらに図６の様に成形
型３の外周全面を覆う様に円筒状の高分子リングをはめ
込んでも良い。さらにこれら勘合に際しても、補助的に
接着剤を併用すれば密着性が高まり、耐久性の良い成形
型が可能となり、なお好ましい。

【００２４】また上記の様に成形型と高分子リングを別
々に加工し接着または勘合することにより接続する方法
以外に、成形型に直接、一体的に、溶融高分子樹脂と金
型とで射出成形またはその類似の方法でアウトサート形
成する方法や、または反応性モノマーと金型とで注型形
成またはその類似の方法でアウトサート成形する方法を
用いれば、密着良く接続できるので、さらに形成型の耐
久性が高まる。

【００２５】次に図１に示す様にスポイト、ディスペン
サー等の方法により反応前の液状の活性エネルギー線硬
化樹脂２を成形型３の表面上または母材１の表面上に供
給し、図２の様に母材と金型非球面の光軸を一致させ、
かつ母材の外周部が高分子製リング４の上面に接触する
様に、図には示していない治具工具等により型締めし、
活性エネルギー線を照射して、活性エネルギー線硬化樹
脂を硬化する。このとき、従来例図２６の様な活性エネ
ルギー線硬化樹脂層の側面２４の様に、樹脂が空気に触
れている部分が本実施例の図２では存在しない、すなわ
ち高分子製リング４により密閉されているため、活性エ
ネルギー線硬化樹脂層の側面も充分に硬化する。ついで
離型を行ない、図３の活性エネルギー線硬化樹脂層の側
面の硬化不良のない複合型非球面レンズを得る。

【００２６】ここで用いられる活性エネルギー線硬化樹
脂は、紫外線硬化樹脂、可視光線硬化樹脂、Ｘ線硬化樹
脂等、いかなるものでも良いが、なかでも紫外線硬化樹
脂が取り扱い性、光源の種類が豊富等の理由により使用
されやすい。また樹脂としては、アクリル系、エポキシ
系、エンチオール系等の樹脂系があげられ、なかでもア
クリル系の紫外線硬化樹脂が硬化時間が短く、環境耐久
性が良いので好ましい。

【００２７】また、ここで活性エネルギー線硬化樹脂が
硬化する前の母材１と高分子製リング４との位置関係は
図７の様であるが、活性エネルギー線硬化樹脂が硬化す
るに従い、樹脂の硬化収縮にともない図８の白矢印で示
した方向、すなわち、成形型と母材が接近する様な方向
に収縮応力が働く。このとき高分子製リング４はその柔
軟的性質を持つため、上記収縮応力により若干の弾性変
形を起こし、収縮応力を吸収する役目を果たす。従って
ここで使用する高分子製リング４の材質は、上述した様
に、適度に弾性率の低い、ゴム的性質のものがより好ま
しい。仮にこの高分子製リング４が金属リングであった
場合には、上述した収縮応力の吸収硬化がほとんど得ら
れないために、硬化時に樹脂の歪みが残り面転写不良を
起こしたり、それに伴いヒケ、早期剥離等の不良が発生
する恐れがある。

【００２８】さらに本実施例の離型工程においては、た
とえば図９に示す様な母材の側面をＬ字型の離型治具等
により上方へ引っ張って離型する場合は、まず活性エネ
ルギー線硬化樹脂の硬化物２と高分子製リング４とが離
型開始部９（矢印で示す）より離型しなければならな
い。その場合、活性エネルギー線硬化樹脂と高分子製リ
ング４との密着が強いと離型応力が大きくなり、成形品
の面精度悪化または成形品破壊を起こすことがしばしば
ある。従って、ここで用いられる高分子製リング４は活
性エネルギー線硬化樹脂と密着力の低いものが好まし
く、上述の収縮応力吸収硬化と合わせて考えると、高分
子製リング４の材質として、フッ素系ゴムまたはシリコ
ン系ゴムを使用することが好ましい。

【００２９】以上は非球面レンズについての例で説明を
したが、本発明はこれに限らず、フレネルレンズや回折
格子等の光学素子や、その他の複合型精密成形品にも適
用できることは言うまでもない。 （具体例１）φ３２mm、Ｒ１面がＲ２３０mm凹面、Ｒ２
面がＲ５５mm凹面、中心厚み２．５mm、材質ＢＫ７の母
材（球面凹レンズ）を用意した。別に母材レンズのＲ２
面に対して、中心厚みが５０μｍ、中間部厚みが１６０
μｍになるような光学非球面を有し、図１の様な外周面
に切り欠き部を有する下部外径がφ３２mm、上部外径が
φ２６mmのアルミニウム製切削非球面金型を作成し、そ
の切り欠き部に、内径がφ２６mm、外径がφ３２mm、高
さが５mmのシリコンゴム製（信越シリコン社製ＫＥ−１
６０３）のリングをはめ込み、型表面からのリングの突
出し厚みが約１００μｍとなるようにシリコン系接着剤
を用いて図１の様に接着固定した成形型を用意した。

【００３０】次に母材レンズのＲ２面側をシランカップ
リング剤（γ−アクリロイルプロピルトリメトキシシラ
ン）であらかじめ処理しておき、紫外線硬化樹脂として
２官能ウレタンアクリレート（東亜合成、Ｍ−１２０
０）３０重量％、シクロヘキシルメタクリレート７０重
量％、１−ヒドロキシシクロヘキシンフェニルケトン２
重量％の混合液５５μｌを上記成形型の中央部に滴下
し、ただちに母材レンズのＲ２面側を徐々に樹脂液に接
触させ、型と母材レンズの光軸レンズの光軸を合わせつ
つ型締めを行なった。

【００３１】上方より２００Ｗ水銀キセノンランプの紫
外線を２分間照射し、樹脂を硬化させた後、離型を行な
った。離型性及び面転写性は良好であり、成形品樹脂層
の周辺部はべたつきがなく完全に硬化していた。 （具体例２）具体例１と同様な母材レンズと非球面金型
を用意し、金型の切り欠き部に、内径がφ２６mm、外径
がφ３２mm、高さが５mmのフッ素系ゴム製（デュポン社
製バイトンＢ）のリングをはめ込み、型表面からのリン
グの突出厚みが約１００μｍとなるようにエポキシ系接
着剤を用いて図１の様に接着固定した成形型を用意し
た。

【００３２】次に具体例１と同様に母材レンズをあらか
じめ処理しておき、紫外線硬化樹脂として２官能エポキ
シアクリレート（共栄社油脂、３００２Ａ）４０重量
％、イソボロニルメタクリレート６０重量％、１−ヒド
ロキシシクロヘキシルフェニルケトン２重量％の混合液
５５μｌを上記成形型の中央部に滴下し、ただちに母材
レンズのＲ２面側を徐々に樹脂液に接触させ、型と母材
レンズの光軸を合わせつつ型締めを行なった。

【００３３】上方より２００Ｗ水銀キセノンランプの紫
外線を２分間照射し、樹脂を硬化させた後、離型を行な
った。離型性及び面転写性は良好であり、成形品樹脂層
の周辺部はべたつきがなく完全に硬化していた。 （具体例３）具体例１と同様な母材レンズと非球面金型
を用意し、金型の切り欠き部に、内径がφ２６mm、外径
がφ３２mm、高さが５mmのポリエチレン製リングを型表
面からのリングの突出厚みが約１００μｍとなるよう
に、射出成形機及び金型を用いアウトサート成形により
接着固定した。

【００３４】次に具体例１と同様に母材レンズをあらか
じめ処理しておき、具体例１と同様な紫外線硬化樹脂の
混合液５５μｌを上記成形型の中央部に滴下し、ただち
に母材レンズのＲ２面側を徐々に樹脂液に接触させ、型
と母材レンズの光軸を合わせつつ型締めを行なった。上
方より２００Ｗ水銀キセノンランプの紫外線を２分間照
射し、樹脂を硬化させた後、離型を行なった。成形品樹
脂層の周辺部はべたつきがなく完全に硬化し、面転写性
は良好であった。 （具体例４）具体例１と同様な母材レンズと非球面金型
を用意し、金型の切り欠き部に、内径がφ２６mm、外径
がφ３２mm、高さが５mmのエポキシ製リングを型表面か
らのリングの突出厚みが約１００μｍとなるように、注
型用金型を用いアウトサート成形により接着固定した。

【００３５】次に具体例１と同様に母材レンズをあらか
じめ処理しておき、具体例１と同様な紫外線硬化樹脂の
混合液５５μｌを上記成形型の中央部に滴下し、ただち
に母材レンズのＲ２面側を徐々に樹脂液に接触させ、型
と母材レンズの光軸を合わせつつ型締めを行なった。上
方より２００Ｗ水銀キセノンランプの紫外線を２分間照
射し、樹脂を硬化させた後、離型を行なった。成形品樹
脂層の周辺部はべたつきがなく完全に硬化し、面転写性
は良好であった。 （具体例５）具体例１と同様な母材レンズと高さが３０
mm、外径が２６mmの円柱状で上面が具体例１と同様な球
面形状を有する金型を用意し、金型外周部に内径がφ２
６mm、外径がφ３２mm、高さが３０．１mmのポリアセタ
ール樹脂製円筒状リングを型表面からのリングの突出厚
みが約１００μｍとなるように勘合により固定した。

【００３６】次に具体例１と同様に母材レンズをあらか
じめ処理しておき、具体例２と同様な紫外線硬化樹脂の
混合液５５μｌを上記成形型の中央部に滴下し、ただち
に母材レンズのＲ２面側を徐々に樹脂液に接触させ、型
と母材レンズの光軸を合わせつつ型締めを行なった。上
方より２００Ｗ水銀キセノンランプの紫外線を２分間照
射し、樹脂を硬化させた後、離型を行なった。成形品樹
脂層の周辺部はべたつきがなく完全に硬化し、面転写性
は良好であった。 （比較例１）具体例１と同様な母材レンズと外径がφ３
２mmで切り欠き部のない非球面金型を用意した。

【００３７】次に具体例１と同様に母材レンズをあらか
じめ処理しておき、具体例１と同様な紫外線硬化樹脂の
混合液５５μｌを上記成形型の中央部に滴下し、ただち
に母材レンズのＲ２面側を徐々に樹脂液に接触させ、図
２６に示すように型と母材レンズの光軸を合わせつつ、
周辺部の樹脂層の厚みが１００μｍになるように、図に
は示していない治具等により型締めを行なった。

【００３８】上方より２００Ｗ水銀キセノンランプの紫
外線を２分間照射し、樹脂を硬化させた後、離型を行な
った。離型性及び面転写性は良好であったが、成形品樹
脂層の周辺部にはべたつきが残り硬化は不完全であっ
た。 （比較例２）具体例１と同様な母材レンズと非球面金型
を用意し、金型の切り欠き部に、内径がφ２６mm、外径
がφ３２mm、高さが５mmのアルミニウム製のリングをは
め込み、型表面からのリングの突出厚みが約１００μｍ
となるようにエポキシ系接着剤を用いて図１の様に接着
固定した成形型を用意した。

【００３９】次に具体例１と同様に母材レンズをあらか
じめ処理しておき、具体例２と同じ紫外線硬化樹脂の混
合液５５μｌを上記成形型の中央部に滴下し、ただちに
母材レンズのＲ２面側を徐々に樹脂液に接触させ、型と
母材レンズの光軸を合わせつつ、型締めを行なった。上
方より２００Ｗ水銀キセノンランプの紫外線を２分間照
射し、樹脂を硬化させたところ、紫外線照射中に金型面
と樹脂層との間にヒケ不良が発生し、良好な成形品が得
られなかった。

【００４０】以上の様に本実施例の複合型成形品の製造
方法及びその成形型によれば、従来から問題であった樹
脂層の周辺部の硬化不良によるべたつきがなくなるた
め、未硬化樹脂による汚れがなくなり成形品の取り扱い
性が良くなる。また樹脂を硬化する際、硬化収縮を吸収
する硬化があるため、成形品の面転写性が良好となる。
また樹脂硬化物の周辺部が離型性の良い材料と接触して
いるため、離型をスムーズに行なうことが可能になる。 ［第２の実施例］図１０乃至図１５は、第２の実施例で
使用される成形型の構造及び成形手順を示した図であ
る。

【００４１】図１０は高分子製リング１１の斜視図を示
し、図１１は高分子製リング１１を成形型１２の表面外
周部に設置する直前の状態の断面図を示す。ここで用い
られる高分子製リング１４は、その内径は少なくとも後
に説明する母材１３のガラスレンズの外径よりも小さく
なければならず、またその厚みは、目的とする活性エネ
ルギー線硬化樹脂層の外周部の厚みと同じであるか、少
し厚い程度が良い。

【００４２】またその材質は高分子材料であればいかな
るものでも良く、たとえばポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビ
ニル、ナイロン、ポリカーボネート、アクリル、ポリエ
ステル、ポリスチレン、ポリアセタール、ポリアリレー
ト、ポリエーテレルイミド、ポリビニルアルコール、ポ
リイミド、ポリフェニレンオキサイド、ポリサルフォ
ン、ポリフルオロエチレン、シリコーン樹脂、ＡＳ樹
脂、ＡＢＳ樹脂、各種の液晶ポリマー、ポリウレタン、
エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル、
スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴ
ム、ウレタンゴム、イソプレンゴム、エチレンプロピレ
ンゴム、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、アクリル
ゴム、ニトリルゴム、フッ素系ゴム、各種の熱可塑製エ
ラストマー等、またはこれらの混合物からなるプラスチ
ック類あるいはゴム類より選ばれるが、好ましくはポリ
エチレン程度またはそれ以上の柔軟性があるものが好ま
しく、後で説明する硬化収縮応力を吸収する程度のもの
が好ましい。

【００４３】また高分子製リング１１の製造方法は、射
出成形法、注型成形法、切削法等、いかなるものでも良
いが、例えばフィルムまたはシート状のものより、リン
グ状に打ち抜き成形する方法であれば安価に製造できる
ので好ましい。またここで用いられる成形型１２の成形
面（図の上面）形状は所望の非球面の反対（転写）形状
をしており、成形型の材料としては鉄鋼材を初めとし
て、超鋼材、ニッケル、銅、真鍮、アルミニウム、ガラ
ス、プラスチック、セラミック等よりなり、研磨法また
は切削法により図の様に加工させたものを使用する。

【００４４】次に図１２の様に高分子製リング１１を成
形型外周部表面に、リングの中心と非球面の光軸とが一
致する様に置き、次いで母材１３を用意する。母材１３
としては非球面レンズの場合には、あらかじめ洗浄され
たガラス球面レンズであり、樹脂が密着する面には、密
着を促進するためのシランカップリング処理等を施して
おいても良い。

【００４５】次にスポイト、ディスペンサー等の手段に
より反応前に液状の活性エネルギー線硬化樹脂１４を成
形型表面上または母材１３の表面上に供給し、図１３の
様に、母材１３と金型１２の非球面の光軸を一致させ、
かつ母材１３の外周部が高分子製リング１１の上面に接
触する様に、図には示していない治工具等により型締め
する。場合によってはこの時、上方より圧力をかけても
よい。

【００４６】またこの時図１２までは、高分子製リング
１１の片断面形状は長方形であったが図１３の様に型締
めした後は、成形型１２と母材レンズ１３に挟まれるた
めに、その高分子の柔軟的性質により、あたかも球面あ
るいは非球面形状に変形したかの様に型面及び母材レン
ズ面になじむ。もし高分子製リングがなじみにくい性質
のものであったり、目的のレンズの曲率半径が小さいた
めになじみにくい場合には、図１５に示すようなあらか
じめ目的とする曲率に見合った形状の高分子製リングを
射出成形法等により作成しておき、これを使用しても良
い。

【００４７】さらに活性エネルギー線を母材１３側から
照射して、活性エネルギー線硬化樹脂を硬化する。この
とき、従来例図２６の様な活性エネルギー線硬化樹脂層
の側面２４の様に、樹脂が空気に触れている部分が本実
施例の図１３では存在しない。すなわち高分子製リング
１１により密閉されているため、活性エネルギー線硬化
樹脂層の側面も充分に硬化する。ついで離型を行ない、
図１４の活性エネルギー線硬化樹脂層の側面に高分子製
リング１１が密着成形された本実施例の複合型非球面レ
ンズを得る。

【００４８】ここで用いられる活性エネルギー線硬化樹
脂は、紫外線硬化樹脂、可視光線硬化樹脂、Ｘ線硬化樹
脂等いかなるものでも良いが、なかでも紫外線硬化樹脂
が取り扱い性、光源の種類が豊富等の理由により使用し
やすい。また樹脂としては、アクリル系、エポキシ系、
エンチオール系等の樹脂系があげられ、なかでもアクリ
ル系の紫外線硬化樹脂が硬化時間が短く、環境耐久性が
良いので好ましい。

【００４９】また、ここで活性エネルギー線硬化樹脂が
硬化する前の母材１３と高分子製リング１１との位置関
係は図２３の様であるが、活性エネルギー線硬化樹脂が
硬化するに従い、樹脂の硬化収縮にともない図２３の白
矢印で示した方向、すなわち、成形型１２と母材１３が
接近する様な方向に硬化収縮応力１６が働く。このとき
高分子製リング１１はその柔軟的性質を持つため、上記
収縮応力により若干の変形を起こし、収縮応力を吸収す
る役目を果たす。従ってここで使用する高分子製リング
１１の材質は、上述した様に、適度に柔軟性を持つ、ゴ
ム的性質のものがより好ましい。仮にこの高分子リング
１１が金属リングであった場合には、上述した収縮応力
の吸収効果がほとんど得られないために、硬化時に樹脂
の内部歪みが残り面転写不良を起こしたり、それに伴な
うヒケ、早期剥離等の不良が発生する虞がある。

【００５０】またここで活性エネルギー線硬化樹脂と高
分子製リング１１が密着成形されるためには、活性エネ
ルギー線硬化樹脂と高分子との密着力が必要である。一
般的に活性エネルギー線硬化樹脂は前記に掲げた高分子
とは接着力をもつものであるが、さらに良い組み合わせ
として、例えば活性エネルギー線硬化樹脂がアクリル系
の場合には、高分子としてアクリル樹脂、ポリエチレ
ン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、スチレンブタジエンゴム、
アクリルゴム、ウレタンゴム等があげられ、また活性エ
ネルギー線硬化樹脂がエポキシ系の場合には、高分子と
してエポキシ樹脂、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビ
ニル、スチレンブタジエンゴム、アクリルゴム、ウレタ
ンゴム等があげられる。

【００５１】また高分子製リング１１と母材であるガラ
スとの接着は、図には示していないが活性エネルギー線
硬化樹脂の微量が、高分子製リング１１と母材１３との
隙間にしみ込んで、高分子製リング１１と母材１３とを
接着する。しかしより密着固定を強固にするためには、
例えば図１６のような形状の高分子製リング１１を用意
し、その中に図１７の様に、母材１３をはめ込む方式を
採れば、成形品の後工程での取り扱い上、高分子製リン
グ１１が剥れる恐れがなく好ましい。

【００５２】また図１２において、高分子製リング１１
を成形型１２に設置する場合、高分子製リング１１の位
置を決める手段として、図１８，図１９に示すような、
成形型周辺部に位置決め用突起を作り込んで置くと、製
造工程がより簡便になり好ましい。以上は非球面レンズ
についての例で説明したが、本発明はこれに限らず、フ
レネルレンズや回折格子等の光学素子や、その他の複合
型精密成形品にも適用できることは言うまでもない。

【００５３】一例として、回折格子の製造に本発明を適
用した場合を図２０〜２２に示す。図２０の成形型１２
は、金属またはガラスをフォトリソグラフィー技術等に
よりエッチングされた型で、その外形形状は使用用途に
より異なるが、円形または四角形状である。従って、四
角形状の用途の場合には、母材ガラス１３も四角の板状
であり、高分子製リング１１も四角形状のリングとなる
ことが特徴である。

【００５４】次に本実施例の成形方法により種々の形状
の成形品を成形した具体例について説明する。 （具体例１）φ２５mm、Ｒ１面が１８０mm凸面、Ｒ２面
がＲ４５mm凸面、中心厚み３．８mm、材質ＢＫ７の母材
（球面凸レンズ）を用意した。別に母材レンズのＲ２面
に対して、中心厚みが１５０μｍ、中間部厚みが２８０
μｍ，周辺部厚みが２００μｍになるような光学非球面
を有し、図１１の様な外径がφ２５mmのアルミニウム製
切削非球面金型を作成し、その表面に内径がφ２２mm、
外径がφ２５mm、厚みが０．２mmのアクリルゴム製のリ
ングを設置した。

【００５５】次に母材レンズのＲ２面側をシランカップ
リング材（γ−アクリロイルプロピルトリメトキシシラ
ン）であらかじめ処理しておき、紫外線硬化樹脂として
２官能ウレタンアクリレート（東亜合成、Ｍ−１２０
０）３０重量％、シクロヘキシルメタクリレート７０重
量％、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン２
重量％の混合液８０μｌを上記成形型の中央部に滴下
し、ただちに母材レンズのＲ２面側を徐々に樹脂液に接
触させ、型と母材レンズの光軸を合わせつつ型締めを行
なった。

【００５６】上方より２００Ｗ水銀キセノンランプの紫
外線を２分間照射し、樹脂を硬化させた後、離型を行な
った。離型性及び面転写性は良好であり、成形品樹脂層
の周辺部には、アクリルゴム製の高分子リングが密着成
形され、周辺部のべたつきがなく完全に硬化していた。 （具体例２）具体例１と同様な母材レンズと非球面金型
を用意し、図１６に示したような内径がφ２９mm、内側
薄肉部厚みが０．２ミリのアクリル製の注型成形リング
を型表面に設置した。

【００５７】次に具体例１と同様に母材レンズをあらか
じめ処理しておき、紫外線硬化樹脂として２官能エポキ
シアクリレート（共栄社油脂、３００２Ａ）４０重量
％、イソボロニルメタクリレート６０重量％、１−ヒド
ロキシシクロヘキシルフェニルケトン２重量％の混合液
８０μｌを上記成形型の中央部に滴下し、ただちに母材
レンズのＲ２面側を徐々に樹脂液に接触させ、型と母材
レンズの光軸を合わせつつ型締めを行なった。

【００５８】上方より２００Ｗ水銀キセノンランプの紫
外線を２分間照射し、樹脂を硬化させた後、離型を行な
った。離型性及び面転写性は良好であり、成形品樹脂層
の周辺部には、アクリル製高分子リングが密着成形さ
れ、周辺部のべたつきがなく完全に硬化していた。 （具体例３）図２０に示すように、母材として２０mm角
で、厚みが３mmの青板ガラスと、外形寸法が２０×２０
×１mmで格子のピッチ４μｍ、凸部幅２μｍ，凹部幅２
μｍ、溝深さ１μｍの結晶シリコン製の回折格子金型を
用意し、その表面に内寸法が１６×１６mm、外寸法が２
０×２０mm、厚みが０．２mmのスチレンブタジエンゴム
製の四角いリングを設置した。

【００５９】次に具体例１と同様に母材レンズをあらか
じめ処理しておき、具体例１と同様な紫外線硬化樹脂の
混合液５５μｌを上記成形型の中央部に滴下し、ただち
に母材ガラスの処理面側を徐々に樹脂液に接触させ、型
と母材ガラスの外周を合わせつつ型締めを行なった。上
方より２００Ｗ水銀キセノンランプの紫外線を２分間照
射し、樹脂を硬化させた後、離型を行なった。図２２の
ような成形品樹脂層の周辺部にスチレンブタジエンゴム
製リングが密着され、周辺部はべたつきがなく完全に硬
化していた。 （比較例１）具体例１と同様な母材レンズと非球面金型
を用意した。

【００６０】次に具体例１と同様に母材レンズをあらか
じめ処理しておき、具体例１と同様な紫外線硬化樹脂の
混合液８０μｌを上記成形型の中央部に滴下し、ただち
に母材レンズのＲ２面側を徐々に樹脂液に接触させ、図
２６に示すように型と母材レンズの光軸を合わせつつ、
周辺部の樹脂層の厚みが２００μｍになるように、図に
は示していない治具等により型締めをおこなった。

【００６１】上方より２００Ｗ水銀キセノンランプの紫
外線を２分間照射し、樹脂を硬化させた後、離型を行な
った。離型性及び面転写性は良好であったが、成形品樹
脂層の周辺部にはべたつきが残り、硬化は不完全であっ
た。 （比較例２）具体例３と同様な母材ガラスと回折格子金
型を用意し、その表面に内寸法が１６×１６mm、外寸法
が２０×２０mm、厚みが０．２mmのアルミニウム製の四
角いリングを設置した。

【００６２】次に具体例１と同様に母材ガラスをあらか
じめ処理しておき、具体例１と同じ紫外線硬化樹脂の混
合液５５μｌを上記成形型の中央部に滴下し、ただちに
母材ガラスの処理面側を徐々に樹脂液に接触させ、型と
母材ガラスの外周を合わせつつ型締めをおこなった。上
方より２００Ｗ水銀キセノンランプの紫外線を２分間照
射し、樹脂を硬化させたところ、紫外線照射中に金型面
と樹脂層との間にヒケ不良が発生し、良好な成形品が得
られなかった。

【００６３】以上の様に本実施例の複合型成形品及びそ
の製造方法によれば、従来から問題であった樹脂層の周
辺部の硬化不良によるべたつきがなくなるため、未硬化
樹脂による汚れがなくなり成形品の取り扱い性が良くな
る。また樹脂を硬化する際、硬化収縮を吸収する効果が
あるため、成形品の面転写性が良好となる。尚、本発明
は、複数の機器から構成されるシステムに適用しても１
つの機器から成る装置に適用しても良い。また、本発明
は、システム或は装置にプログラムを供給することによ
って達成される場合にも適用できることはいうまでもな
い。

【００６４】また、本発明はその主旨を逸脱しない範囲
で、上記実施例を修正または変形したもに適用可能であ
る。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
成形品母材表面に形成される樹脂層の外周面が枠体によ
って外気から隔離されるので、樹脂層の外周面の未硬化
が防止されることとなり、未硬化樹脂の拭き取り等の後
工程が省略され、生産効率を向上させることができる。

【００６６】また、酸素阻害を受けない樹脂材料を使用
しなくて済むので、樹脂層の歪み等による物性の低下を
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる第１の実施例の製造方法及び形
成型を示す断面図である。

【図２】本発明に係わる第１の実施例の製造方法及び形
成型を示す断面図である。

【図３】本発明に係わる第１の実施例の製造方法及び形
成型を示す断面図である。

【図４】第１の実施例における成形型の別の例を示す断
面図である。

【図５】第１の実施例における成形型の別の例を示す断
面図である。

【図６】第１の実施例における成形型の別の例を示す断
面図である。

【図７】第１の実施例の製造方法を示す詳細図である。

【図８】第１の実施例の製造方法を示す詳細図である。

【図９】第１の実施例の製造方法を示す詳細図である。

【図１０】本発明に係わる第２の実施例に使用する高分
子製リングの一例の斜視図である。

【図１１】第２の実施例の製造方法を示す断面図であ
る。

【図１２】第２の実施例の製造方法を示す断面図であ
る。

【図１３】第２の実施例の製造方法を示す断面図であ
る。

【図１４】第２の実施例の複合型成形品を示す断面図で
ある。

【図１５】第２の実施例に使用する高分子製リングの別
の例を示す断面図である。

【図１６】第２の実施例に使用する高分子製リングの別
の例を示す断面図である。

【図１７】第２の実施例の複合型成形品の別の例を示す
断面図である。

【図１８】第２の実施例の製造方法に使用する型の別の
例を示す断面図である。

【図１９】第２の実施例の製造方法に使用する型の別の
例を示す断面図である。

【図２０】第２の実施例の製造方法の別の例を示す断面
図である。

【図２１】第２の実施例の製造方法の別の例を示す断面
図である。

【図２２】第２の実施例の製造方法の別の例を示す断面
図である。

【図２３】第２の実施例の製造方法の詳細を示す断面図
である。

【図２４】第２の実施例の製造方法の詳細を示す断面図
である。

【図２５】従来例を示す断面図である。

【図２６】従来例を示す断面図である。

【図２７】従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 母材 ２ 活性エネルギー線硬化樹脂 ３ 成形型 ４ 高分子製リング ５ 接着剤 ６ 勘合部 ７ 高分子製リングの弾性変形 ８ 離型治具 ９ 離型開始部 １１ 高分子製リング １２ 成形型 １３ 母材 １４ 活性エネルギー線硬化樹脂 １５ 成形型の突起部 １６ 硬化収縮応力 １７ 高分子製リングの変形 ２１ 母材 ２２ 活性エネルギー線硬化樹脂 ２３ 成形型 ２４ 樹脂層側面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−147047（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−73859（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−135808（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−123617（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 39/10 - 39/12 B29C 39/22 - 39/36 G02B 1/00 - 1/10 G02B 3/00 - 3/10

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 成形型に活性エネルギー線硬化性樹脂と
   成形品母材を供給し、前記成形型の型締め後、活性エネ
   ルギー線を照射して前記樹脂を硬化させ、離型すること
   により、前記成形品母材の表面に硬化した樹脂層を密着
   成形する成形品の製造方法において、 前記成形型の表面外周部に、その内周形状が前記成形品
   母材の外周形状よりも小さい高分子材料からなる枠体を
   接着又は一体成形することにより固定した型を用いて前
   記樹脂層の成形を行なうことを特徴とする成形品の製造
   方法。
2. 【請求項２】 前記枠体が、フッ素系あるいはシリコー
   ン系ゴムから形成されていることを特徴とする請求項１
   に記載の成形品の製造方法。
3. 【請求項３】 成形型に活性エネルギー線硬化性樹脂と
   成形品母材を供給し、前記成形型の型締め後、活性エネ
   ルギー線を照射して前記樹脂を硬化させ、離型すること
   により、前記成形品母材の表面に硬化した樹脂層を密着
   成形する成形品の製造方法において、 前記成形型の表面外周部に、その内周形状が前記成形品
   母材の外周形状よりも小さい高分子材料からなる枠体を
   配置し、前記樹脂を硬化させる際に前記成形品母材と前
   記枠体とを一体的に成形することを特徴とする成形品の
   製造方法。
4. 【請求項４】 前記枠体が、フッ素系あるいはシリコー
   ン系ゴムから形成されていることを特徴とする請求項３
   に記載の成形品の製造方法。
5. 【請求項５】 成形型に活性エネルギー線硬化性樹脂と
   成形品母材を供給し、前記成形型の型締め後、活性エネ
   ルギー線を照射して前記樹脂を硬化させ、離型すること
   により、前記成形品母材の表面に硬化した樹脂層を密着
   成形する成形品の製造方法に使用される成形型であっ
   て、 前記成形型の本体の表面外周部に、その内周形状が前記
   成形品母材の外周形状よりも小さい高分子材料からなる
   枠体を接着又は一体成形することにより固定したことを
   特徴とする成形型。
6. 【請求項６】 前記枠体が、フッ素系あるいはシリコー
   ン系ゴムから形成されていることを特徴とする請求項５
   に記載の成形型。
7. 【請求項７】 請求項１に記載の製造方法により製造さ
   れたことを特徴とする成形品。
8. 【請求項８】 請求項３に記載の製造方法により製造さ
   れたことを特徴とする成形品。