JP5917232B2 - Manufacturing method of plastic lens - Google Patents

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Description

本発明は、プラスチックレンズの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a plastic lens.

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.

例えば、特許文献1には、金型の型締途中の型開き状態で金型内に高周波加熱手段を挿入して加熱することで金型温度を制御して、プラスチックレンズを高精度に成形する方法が開示されている。
また、射出成形法においてキャビティ形状を転写する際の転写性を高める方法としては、特許文献2に、溶融樹脂をキャビティ内に射出、充填するに際し、超音波によって金型を振動させる方法が開示されており、特許文献3には、キャビティ内に充填された樹脂とキャビティ面との間に二酸化炭素を注入する方法が開示されている。
For example, Patent Document 1 discloses that a plastic lens is molded with high accuracy by controlling the mold temperature by inserting high-frequency heating means into the mold and heating the mold in the mold open state during mold clamping. A method is disclosed.
In addition, as a method for improving transferability when transferring the cavity shape in the injection molding method, Patent Document 2 discloses a method in which a mold is vibrated by ultrasonic waves when injecting and filling molten resin into the cavity. Patent Document 3 discloses a method of injecting carbon dioxide between the resin filled in the cavity and the cavity surface.

特開平2−162007号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-162007 特開2001−1370号公報JP 2001-1370 A 特開2002−52583号公報JP 2002-52583 A

ところで、成形型に使用される鋼材は、その熱拡散率が樹脂に対して非常に大きいため、成形型のキャビティ内に射出、充填された溶融樹脂が型表面に接すると冷却固化が急激に進み、これによって溶融樹脂の表面に固化層が形成されてしまうと、流動性が損なわれ、転写性が低下してしまうことが懸念される。
このため、射出成形法において、その転写性を高めるには、特許文献1に開示された方法のように、溶融樹脂を射出、充填する際の成形型の温度が高くなるように温度制御するのが有効である。
By the way, the steel material used for the mold has a very large thermal diffusivity compared to the resin, so cooling and solidification rapidly proceeds when the molten resin injected and filled into the mold cavity contacts the mold surface. Thus, if a solidified layer is formed on the surface of the molten resin, there is a concern that fluidity is impaired and transferability is lowered.
For this reason, in the injection molding method, in order to improve the transferability, as in the method disclosed in Patent Document 1, the temperature is controlled so that the temperature of the molding die when the molten resin is injected and filled becomes high. Is effective.

しかしながら、成形型の温度を高くすれば、固化層の形成速度は遅くなり、溶融樹脂の流動性が維持されることから、転写性は向上する傾向にあるが、その一方で、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が長くなり、生産効率が低下してしまうという問題がある   However, if the temperature of the mold is raised, the formation rate of the solidified layer becomes slower and the fluidity of the molten resin is maintained, so that the transferability tends to improve. There is a problem that the time required for cooling the molten resin to be sufficiently solidified for taking out the resin becomes longer and the production efficiency is lowered.

さらに、特許文献1に開示された方式では、型開きしている間しか加熱することができないため、型閉じしてから充填が完了するまでの間の温度変化を考慮した温度制御が必要であり、その温度制御を高精度に行うのは実際には容易ではない。
また、特許文献2,3に開示された方法は、成形型の温度を高くするというものではないが、特許文献2に開示された方法では、金型に振動を与えるための型構造や超音波発生装置が必要であり、特許文献3に開示された方法では、二酸化炭素を注入するため流路を考慮して型構造を変更するなどしなければならない。このため、既存の射出成形装置を流用するだけでは適用が難しく、新たな設備投資が必要になるという問題がある。
Further, in the method disclosed in Patent Document 1, since heating can be performed only while the mold is opened, temperature control is required in consideration of a temperature change from when the mold is closed until filling is completed. Actually, it is not easy to perform the temperature control with high accuracy.
Further, the methods disclosed in Patent Documents 2 and 3 do not increase the temperature of the mold, but the method disclosed in Patent Document 2 uses a mold structure or ultrasonic wave for applying vibration to the mold. A generator is required, and in the method disclosed in Patent Document 3, in order to inject carbon dioxide, the mold structure must be changed in consideration of the flow path. For this reason, there is a problem that it is difficult to apply just by diverting an existing injection molding apparatus, and a new capital investment is required.

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、キャビティ内に溶融樹脂を射出、充填する際の成形型の温度を低く設定しても、転写性が低下することなく、冷却に要する時間を短くして生産性を高めることができ、しかも、既存の射出成形装置への適用も容易な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 circumstances as described above, and even if the temperature of the molding die when injecting and filling the molten resin into the cavity is set low, the transferability does not decrease, and the cooling is performed. An object of the present invention is to provide a plastic lens manufacturing method that can shorten the time required for improving the productivity and can be easily applied to an existing injection molding apparatus.

本発明に係るプラスチックレンズの製造方法は、一対の分割型の間に形成されるキャビティ内に溶融した原料樹脂を射出、充填して所定のレンズ形状のプラスチックレンズを製造するにあたり、前記一対の分割型のうち少なくとも一方の型において、前記キャビティを形成する成形面をガラス素材からなる断熱材によって形成し、前記キャビティ内に流入してきた原料樹脂が前記キャビティ内を満たして充填が完了するまでの間、前記成形面の表面温度が前記原料樹脂のガラス転移温度を超えないように温調する方法としてある。   The method of manufacturing a plastic lens according to the present invention includes a step of injecting and filling a molten raw resin into a cavity formed between a pair of split molds to manufacture a plastic lens having a predetermined lens shape. In at least one of the molds, a molding surface that forms the cavity is formed by a heat insulating material made of a glass material, and the raw material resin that has flowed into the cavity fills the cavity and is completely filled. The temperature of the molding surface is controlled so as not to exceed the glass transition temperature of the raw material resin.

本発明によれば、転写性が損なわれないようにしつつ、成形サイクルを短縮して生産性を高めることができる。   According to the present invention, the productivity can be increased by shortening the molding cycle while maintaining the transferability.

射出成形装置の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of an injection molding apparatus. 図1に示す射出成形装置が備える成形型の概略を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the outline of the shaping | molding die with which the injection molding apparatus shown in FIG. 図2のA−A断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 図2のB−B断面図である。It is BB sectional drawing of FIG. 図3におけるキャビティの周囲を拡大して示す要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view which expands and shows the circumference | surroundings of the cavity in FIG. 本発明に係るプラスチックレンズの製造方法の実施形態における各ステップを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows each step in embodiment of the manufacturing method of the plastic lens which concerns on this invention. 成形面の表面温度を測定する方法の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the method of measuring the surface temperature of a molding surface.

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、射出成形装置の一例を示す説明図であり、本実施形態に係るプラスチックレンズの製造方法は、このような射出成形装置を好適に利用して実施することができる。
[Injection molding equipment]
FIG. 1 is an explanatory view showing an example of an injection molding apparatus, and the plastic lens manufacturing method according to this embodiment can be implemented by suitably using such an injection molding apparatus.

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 mold 50 having a movable mold 1 and a fixed mold 2 as a pair of split molds divided by a parting line PL, and opening / closing and mold clamping of the mold 50 by a toggle link mechanism 65. A mold clamping device 60, and an injection device 80 that melts, kneads, and measures the raw material resin introduced from the hopper 81 and injects it from the nozzle 85.

[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 injection apparatus 80 provided in the injection molding apparatus shown in FIG. 1 has a heating cylinder 82 having a nozzle 85 formed at the tip. Inside the heating cylinder 82, a screw whose rotation and forward / backward movement are controlled by the drive unit 84 is disposed.

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 hopper 81 for feeding pellet-shaped raw material resin into the heating cylinder 82 is connected to the proximal end side of the heating cylinder 82. The raw material resin charged into the heating cylinder 82 from the hopper 81 is melted and kneaded by shearing heat and heating from the heater provided in the heating cylinder 82 while being sheared and pulverized by a screw rotating in the heating cylinder 82. Is sent to a cylinder front chamber formed between the front end of the nozzle and the nozzle 85 and weighed. Thereafter, a predetermined amount of raw material resin that is adjusted to a viscosity suitable for injection molding and in a molten state is injected from the nozzle 85. .

[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 mold clamping device 60 has a plurality of tie bars 63 installed between a fixed die plate 61 and a rear plate 62 erected on a gantry 66 at a predetermined interval, and a movable die plate. 64 is configured to be moved by being guided by the tie bar 63. A molding die 50 is attached between the fixed die plate 61 and the movable die plate 64, and a toggle link mechanism 65 is attached between the rear plate 62 and the movable die plate 64.
As a result, when the toggle link mechanism 65 is driven, the movable die plate 64 is guided by the tie bar 63 to advance and retreat, and accordingly, the mold 50 is opened and closed and the mold is clamped.

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 toggle link mechanism 65 is configured so that the screwed crosshead 73 moves along the ball screw 72 as the ball screw 72 connected to a motor (not shown) rotates. When the cross head 73 moves to the movable die plate 64 side, the toggle links 71A and 71B extend linearly by the connecting links 74A and 74B, and the movable die plate 64 moves so as to approach the fixed die plate 61 (advance). To do. On the contrary, when the cross head 73 moves to the rear plate 62 side, the toggle links 71A and 71B are bent inward by the connecting links 74A and 74B so that the movable die plate 64 is separated from the fixed die plate 61. Move (retreat).

[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. FIG.

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 mold 50 and a movable mold 1 and a fixed mold 2 are sandwiched between a movable mold 1 and a fixed mold 2 through a gate G together with two cavities 3 for molding a plastic lens of a predetermined shape. Thus, a runner 49 as a resin flow path connected to each cavity 3 is formed. A sprue bush 47 that forms a sprue 48 connected to the runner 49 at a right angle is attached to the template 10 of the fixed mold 2.

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、キャビティ形成部材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、キャビティ形成部材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。
インサートガイド部材5,9、インサート金型11,12及び型板6,10には、図示しない金型温度調節装置から供給される温調流体が循環する循環機構が配設されている。
The mold body 4 of the movable mold 1 has two insert guide members 5 and mold plates 6 and 7 for holding them. Inside the insert guide member 5, an insert mold 11 as a cavity forming member is accommodated so as to be slidable in a direction perpendicular to the parting line PL.
The mold body 8 of the fixed mold 2 includes two insert guide members 9 and a template 10, and the insert guide member 9 is held by the template 10 and the mold attachment member 15. Inside the insert guide member 9, an insert mold 12 as a cavity forming member is accommodated so as to be slidable in a direction perpendicular to the parting line PL.
The insert guide members 5 and 9, the insert molds 11 and 12, and the mold plates 6 and 10 are provided with a circulation mechanism for circulating a temperature control fluid supplied from a mold temperature control device (not shown).

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、ガラス素材からなる断熱材11a,12aによって形成されている。   A molding die 50 having such a movable die 1 and a fixed die 2 includes an insert die 11 on the movable die 1 side and an insert die 12 on the fixed die 2 side between the movable die 1 and the fixed die 2. A cavity 3 including a molding surface formed in each is formed. The cavity 3 is formed corresponding to the shape of the plastic lens to be molded, and the molding surfaces of the insert molds 11 and 12 forming the cavity 3 are formed by heat insulating materials 11a and 12a made of a glass material. Yes.

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、ガラス素材からなる断熱材11aによって形成されており、当該断熱材11aをインサート本体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、ガラス素材からなる断熱材12aによって形成され、当該断熱材12aをインサート本体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 insert mold 11 on the movable mold 1 side, the molding surface corresponding to one optical surface of the plastic lens to be molded (in the illustrated example, the concave surface) is made of a glass material. The insert mold 11 is formed by joining the heat insulating material 11a to the insert body 11b. Similarly, in the insert mold 12 on the fixed mold 2 side, the molding surface corresponding to the other optical surface of the plastic lens to be molded (in the example shown, the surface on the convex surface side) is formed by a heat insulating material 12a made of a glass material. The insert mold 12 is formed by joining the heat insulating material 12a to the insert body 12b (see FIG. 5).

インサート金型11,12のそれぞれの成形面を形成する断熱材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好ましい。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適しており、成形性に優れた断熱材として本発明に好適に用いられる。   Examples of the heat insulating materials 11a and 12a that form the molding surfaces of the insert dies 11 and 12 include amorphous materials such as crown-based, flint-based, barium-based, phosphate-based, fluorine-containing, and fluorophosphate-based materials. The glass material can be used. Among these, it is preferable to appropriately select and use an amorphous glass material having a thermal conductivity of 0.4 to 1.3 W / m · K. Such an amorphous glass material is suitable for forming a molding surface that requires high accuracy and can easily obtain a mirror surface by cutting or polishing, and has excellent moldability. It is suitably used in the present invention.

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断熱材11a,12aをインサート本体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。   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 insert dies 11 and 12 by joining the heat insulating materials 11a and 12a to the insert main bodies 11b and 12b, the formation of the molding surface is facilitated and the number of manufacturing steps can be reduced. Thereby, it becomes possible to manufacture the insert molds 11 and 12 at low cost.

なお、窒化ケイ素、チタン酸アルミニウム等のセラミックに断熱材としての用途があることが知られているが、セラミックは脆く、熱衝撃破壊を起こしやすいという欠点があるだけでなく、鏡面を得るには高度な技術とコストを要することから、生産性を考慮すると本発明には不適である。   In addition, it is known that ceramics such as silicon nitride and aluminum titanate have a use as a heat insulating material. However, ceramics are not only brittle and easily cause thermal shock destruction, but also provide a mirror surface. Since high technology and cost are required, considering productivity, it is not suitable for the present invention.

このような非晶質のガラス素材からなる断熱材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く、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 heat insulating materials 11a and 12a made of such an amorphous glass material have a thickness of 3 to 4 mm so as to sufficiently withstand the injection pressure and holding pressure at the time of injection molding in consideration of molding conditions. It is preferably formed, and 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.

また、このような断熱材11a,12aをインサート本体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、インサート本体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、断熱材11a,12aとインサート本体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。   Moreover, in order to join such heat insulating materials 11a and 12a to the insert main bodies 11b and 12b, a thermosetting resin having a low coefficient of linear expansion and excellent stability in a high temperature environment can be used as an adhesive. And what is necessary is just to join both by apply | coating with the brush etc. to the joint surface of insert main body 11b, 12b. As such a thermosetting resin, a sulfur-containing thermosetting resin obtained by reacting a thermosetting monomer containing sulfur is preferable. The sulfur-containing thermosetting resin has a low coefficient of linear expansion, is excellent in stability even in a high temperature environment, and is excellent in adhesiveness (adhesion) with a glass substrate. Furthermore, since the surface tension is low and it is possible to make it adhere to the surface to be bonded in the form of a liquid film in the state of the monomer before curing, the adhesion formed between the heat insulating materials 11a, 12a and the insert bodies 11b, 12b. The layer can be a very thin layer.

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、インサート本体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、断熱材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 insert bodies 11b and 12b can be formed using a steel material such as maraging steel or beryllium copper alloy, but a steel material having a higher thermal diffusivity than the glass material used for the heat insulating materials 11a and 12a is used. Is preferred.

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 mold 50 configured as described above, the mold body 4 of the movable mold 1 is fixed to the movable die plate 64 via the mold mounting member 16, and the mold body 8 of the fixed mold 2 is mounted to the mold. It is fixed to the fixed die plate 61 via the member 15. As a result, the mold 50 is attached between the fixed die plate 61 and the movable die plate 64 of the mold clamping device 60.

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 mold mounting member 16 on the movable mold 1 side is provided with a hydraulic cylinder 19 corresponding to each of the insert molds 11, and the piston rod 21 connected to the piston 20 is connected to one end side of the hydraulic cylinder 19. It penetrates through the back insert 22 fixed to. A T-shaped clamp member 23 provided at the tip of each piston rod 21 is formed in a T-shaped groove 24 formed on the back surface of the insert mold 11 (the surface opposite to the surface on which the molding surface is formed). Engageable and detachable.

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 mold 50 opened, the piston rods 21 of the respective hydraulic cylinders 19 are advanced, and the T-shaped clamp members 23 provided at the tips of the piston rods 21 are protruded from the insert guide members 5. Thus, the insert mold 11 can be exchanged according to the plastic lens to be molded. When the piston rod 21 of each hydraulic cylinder 19 is retracted, the insert mold 11 attached to the T-shaped clamp member 23 is housed inside the insert guide member 5.

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 hydraulic cylinder 26 is provided in the mold mounting member 15 on the fixed mold 2 side so as to correspond to each of the insert molds 12, and a piston rod 28 connected to the piston 27 is provided in the mold mounting member 15. It penetrates. A T-shaped clamp member 29 provided at the tip of each piston rod 28 is formed in a T-shaped groove 30 formed on the back surface of the insert mold 12 (the surface opposite to the surface on which the molding surface is formed). Engageable and detachable.

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 mold 50 opened, the piston rod 28 of each hydraulic cylinder 26 is advanced, and the T-shaped clamp member 29 provided at the tip of each piston rod 28 is projected from the insert guide member 9. Thus, the insert mold 12 can be exchanged according to the plastic lens to be molded. When the piston rod 28 of each hydraulic cylinder 26 is retracted, the insert mold 12 attached to the T-shaped clamp member 29 is housed inside the insert guide member 9.

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 mold body 4 of the movable mold 1 is fixed to the movable die plate 64, the mold body 4 is bolted to the mold mounting member 16 composed of the first member 16A and the second member 16B, as shown in FIG. 17 is attached. At this time, a plurality of disc springs 17 </ b> A inserted on the outer periphery of the bolt 17 are interposed between the mold body 4 of the movable mold 1 and the mold mounting member 16, and the mold body 4 and the mold of the movable mold 1 are interposed. A gap S is formed between the mounting member 16 and the mounting member 16.

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 movable die plate 64 further advances after the molding die 50 is closed, and the die mounting member 16 guided by the guide pins 18 is pressed against the elastic force of the disc spring 17A. It is designed to be closed. Accordingly, in the illustrated example, each hydraulic cylinder 19 provided on the mold mounting member 16 presses the insert mold 11 via the back insert 22. Thereby, the volume of the cavity 3 at the time of mold clamping is made variable, and the molten resin injected and filled in the cavity 3 can be pressurized and compressed by the insert mold 11.
The guide pin 18 protrudes toward the fixed mold 2 so as to guide the opening / closing operation of the mold 50 and is inserted through an insertion hole formed in the fixed mold 2.

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 pressure receiving member 32 is attached to the other end side of the hydraulic cylinder 19 provided on the die attaching member 16 on the movable die 1 side. When the eject rod 34 inserted from the hole 33 formed in the mold attachment member 16 presses the pressure receiving member 32, the hydraulic cylinder 19, the back insert 22 and the insert mold 11 are also pressed and molded in the cavity 3. The lens is pushed out.
At the same time, an eject pin 35 is disposed at the center of the mold attachment member 16 so as to be movable back and forth in parallel with the opening / closing direction of the mold 50. When the pressure receiving member 36 attached to the eject pin 35 is pressed by the eject rod 38 inserted from the hole 37 formed in the mold attaching member 16, the eject pin 35 is pushed out.
Therefore, when the mold is opened, the ejected rods 34 and 38 are advanced to take out the molded product.

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 spring 42 wound around the outer periphery of the eject return pin 41 acts on the pressure receiving member 36 in the left direction in the figure. Although not particularly shown, the pressure receiving member 32 has the same structure so that a leftward spring force acts in the drawing. Thus, when the eject rods 34 and 38 are retracted, the pressure receiving members 32 and 36 are also retracted and returned to the standby position.

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 mechanism 90 which obstruct | occludes the nozzle 85 of the injection apparatus 80, as shown in FIG. The nozzle shut mechanism 90 has a nozzle shut pin 91 as a blocking member protruding into the sprue 48 formed by the sprue bush 47. The nozzle shut pin 91 is connected to a piston rod 94 of a hydraulic cylinder 93 via a connecting piece 92, and the hydraulic cylinder 93 is fixed to the mold mounting member 15 by a cylinder mounting plate 95. As a result, when the hydraulic cylinder 93 is driven in a state where the nozzle 85 is in pressure contact with the sprue bush 47, the nozzle shut pin 91 projects into the sprue 48 and closes the nozzle 85, thereby preventing back flow of the resin. Yes.

[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6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. 6 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 cavity 3 in advance. is there.

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 injection device 80, the pellet-shaped raw resin charged from the hopper 81 is melted and kneaded by shearing heat and heating from the heater provided in the heating cylinder 82 while being sheared and pulverized by a screw rotating in the heating cylinder 82. While being sent, it is sent to the cylinder front chamber formed between the tip of the screw and the nozzle 85 and weighed. Here, an amount of molten resin necessary for filling the cavity 3, the runner 49, and the sprue 48 is measured.
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 toggle link mechanism 65 is driven to advance the cross head 73, the toggle links 71A and 71B extend, and the movable die plate 64 advances toward the fixed die plate 61. 50 molds are closed. At this time, a gap S is maintained in a state where the disc spring 17A interposed between the mold body 4 of the movable mold 1 and the mold mounting member 16 is not compressed, and the fixed mold 2 and the movable mold 1 are separated by the parting line PL. Close the mold. In this state, the gap S is set to the maximum opening amount.

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 crosshead 73 is further advanced to a preset position (cavity volume setting position) from the state in which the movable mold 1 and the fixed mold 2 are brought into close contact with each other by the parting line PL. As a result, the toggle links 71A and 71B are extended, and the movable die plate 64 is moved toward the fixed die plate 61 and moved to the cavity expansion position. The cavity enlargement amount is determined by setting the crosshead position. As a result, the gap S of the mold 50 is reduced leaving the cavity enlargement. At this time, the volume (thickness) of the cavity 3 is larger than the lens volume (thickness) to be molded, that is, the thickness of the extracted molded product. Further, since the disc spring 17A is compressed, some clamping force is generated as the reaction force.

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 mold 50 through the passage of the injection nozzle 85. That is, the molten resin introduced into the heating cylinder 82 of the injection device 80 and weighed is injected. Then, molten resin is injected from a nozzle 85 formed at the tip of the heating cylinder 82 and filled into the cavity 3 through the sprue 48, the runner 49, and the gate G. When the molten resin is filled into the cavity 3, the injection speed is controlled to be constant.

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 cross head 73 is further advanced immediately before the injection filling of the molten resin is completed. Then, after the injection filling is completed, the nozzle shut pin 91 is protruded into the sprue 48 by the nozzle shut mechanism 90 and the nozzle 85 is closed. Thereby, the filled molten resin is enclosed in the mold 50 in a compressed and pressurized state.

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50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 cross head 73 starts to advance, and when the cross head 73 advances to the origin (zero position) and stops, the toggle links 71A and 71B extend, so that the molten resin contained in the mold 50 is compressed. Pressed.

ST8において、冷却を行う。これには、成形型50の各部(インサート金型、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原料樹脂のガラス転移温度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流体の温度制御を行う。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 mold temperature is set so that the temperature of each part (insert mold, insert guide member, etc.) of the mold 50 is set to a temperature lower than the glass transition temperature of the raw resin according to the lens characteristics to be molded. The temperature of the temperature adjusting fluid is controlled by the adjusting device. When the molten resin contained in the mold 50 is cooled while being compressed and pressurized, the raw material resin injected and filled in the cavity 3 is solidified as the cooling progresses in the compressed state. By contracting, a plastic lens having a predetermined volume is molded.

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 crosshead 73 of the toggle link mechanism 65 is moved backward toward the rear plate 62 to open the mold 50.

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 cross head 73 is retracted to the end, the distance between the movable die plate 64 and the fixed die plate 61 is maximized, and the mold 50 is divided and opened by the parting line PL. When opening the mold, the eject rods 34 and 38 are advanced to take out the molded plastic lens.

以上のような手順でプラスチックレンズを製造するにあたり、ST5で、キャビティ3内に溶融樹脂を射出、充填するに際し、成形サイクルの短縮を図るべく成形型の温度を低く設定すると、転写性が低下してしまうことが懸念される。   In manufacturing a plastic lens according to the above procedure, when the molten resin is injected and filled into the cavity 3 in ST5, if the temperature of the mold is set low in order to shorten the molding cycle, the transferability is lowered. There is a concern that

本実施形態にあっては、キャビティ3内に溶融樹脂を射出、充填する際の成形型の温度を低く設定しても、キャビティ3の表面を流動する樹脂の粘度低下を抑止して転写性が低下しないように、キャビティ3を形成する可動型1側のインサート金型11の成形面と、固定型2側のインサート金型12の成形面のそれぞれをガラス素材からなる断熱材11a,12aによって形成している。そして、金型温度調節装置によって温調流体の温度制御を行い、インサート金型11,12の成形面の表面温度が原料樹脂のガラス転移温度を超えないように温調することとで、冷却工程に要する時間を短くして生産性を高めることができるようにしている。   In this embodiment, even if the temperature of the molding die when injecting and filling the molten resin into the cavity 3 is set low, transferability is suppressed by suppressing a decrease in the viscosity of the resin flowing on the surface of the cavity 3. In order not to decrease, the molding surface of the insert mold 11 on the movable mold 1 side forming the cavity 3 and the molding surface of the insert mold 12 on the fixed mold 2 side are formed by heat insulating materials 11a and 12a made of a glass material. doing. Then, the temperature of the temperature adjusting fluid is controlled by a mold temperature adjusting device, and the temperature is controlled so that the surface temperature of the molding surface of the insert molds 11 and 12 does not exceed the glass transition temperature of the raw material resin, thereby cooling process. This shortens the time required to improve productivity.

キャビティ3内に射出、充填される溶融樹脂が金型の成形面に接すると、金型の熱拡散の影響を受け、その表層部の温度は低下し、反対に成形面の表面温度は上昇する。ガラス素材の熱拡散率は、一般に用いられている金属製の金型に比較して非常に小さいため、溶融樹脂がキャビティ3内を満たして充填が完了するまでの間、溶融樹脂の表層部の温度をガラス転移温度以上に維持し、固化層の生成を遅らせることが可能となる。   When the molten resin injected and filled into the cavity 3 comes into contact with the molding surface of the mold, it is affected by the thermal diffusion of the mold, the temperature of the surface layer portion decreases, and conversely the surface temperature of the molding surface increases. . Since the thermal diffusivity of the glass material is very small as compared with a metal mold that is generally used, the surface layer of the molten resin is filled until the molten resin fills the cavity 3 and the filling is completed. The temperature can be maintained above the glass transition temperature, and the formation of the solidified layer can be delayed.

良好な転写性を得るためには、溶融樹脂の表層部の温度をガラス転移温度以上とした状態で加圧することが望まれるが、このときの温度が高すぎると冷却工程に要する時間が長くなり、生産性を低下させてしまう。特に、肉厚のレンズでは、冷却時間が成形サイクルのほとんどを占めており、金型の温度をより低くすることで冷却工程に要する時間を短縮することができる。   In order to obtain good transferability, it is desirable to apply pressure in a state where the temperature of the surface layer portion of the molten resin is equal to or higher than the glass transition temperature. However, if the temperature at this time is too high, the time required for the cooling process becomes longer. , Reduce productivity. In particular, in a thick lens, the cooling time occupies most of the molding cycle, and the time required for the cooling process can be shortened by lowering the mold temperature.

しかしながら、金型の温度を低くすると転写性が低下してしまい、金型の温度を低くするにも限界があった。そこで、本実施形態では、ガラス素材の断熱効果を利用して、充填時の溶融樹脂の表層部の温度をガラス転移点以上の温度に維持できる範囲内で、ガラス素材からなる断熱材11a,12aによって形成されたインサート金型11,12の成形面の温度を金属製の金型を用いる従来技術よりも低く設定できるようにした。   However, when the mold temperature is lowered, the transferability is lowered, and there is a limit to lowering the mold temperature. Therefore, in this embodiment, the heat insulating material 11a, 12a made of a glass material is used within a range in which the temperature of the surface layer portion of the molten resin at the time of filling can be maintained at a temperature equal to or higher than the glass transition point by utilizing the heat insulating effect of the glass material. The temperature of the molding surfaces of the insert molds 11 and 12 formed by the above can be set lower than in the conventional technique using a metal mold.

転写性を維持したまま冷却時間を短縮するにあたり、インサート金型11,12のそれぞれの成形面を形成する断熱材11a,12aは、前述したように、熱伝導率が0.4〜1.3W/m・Kのガラス素材を用いるのが好ましい。上記範囲を超えてしまうと、十分な断熱効果が得られにくくなってしまう傾向がある。一方、上記範囲に満たない場合には、断熱効果が必要以上に高くなり、冷却に要する時間が長くなってしまうため好ましくない。   In shortening the cooling time while maintaining the transferability, the heat insulating materials 11a and 12a forming the respective molding surfaces of the insert dies 11 and 12 have a thermal conductivity of 0.4 to 1.3 W as described above. It is preferable to use a glass material of / m · K. When the above range is exceeded, it tends to be difficult to obtain a sufficient heat insulating effect. On the other hand, when it is less than the above range, the heat insulation effect becomes higher than necessary, and the time required for cooling becomes longer, which is not preferable.

なお、成形面の表面温度は、例えば、図7に示すように、インサート金型11,12の成形面(断熱材11a,12a)に開口する孔内に熱電対Tを配設し、当該孔の開口部を金属パテPで埋めるとともに、熱電対Tの測温部分が成形面近傍に位置するように固定しておくことによって、測定することができる。   For example, as shown in FIG. 7, the surface temperature of the molding surface is such that a thermocouple T is disposed in a hole opened in the molding surface (heat insulating material 11a, 12a) of the insert dies 11, 12, and the hole It is possible to measure by filling the opening part with a metal putty P and fixing the temperature measuring part of the thermocouple T so as to be located in the vicinity of the molding surface.

また、本実施形態にあっては、インサート金型11,12の成形面を断熱材11a,12aで形成し、これによってキャビティ3内に流入してきた溶融樹脂の温度低下を抑制する一方で、当該断熱材11a,12aが接合されるインサート本体11b,12bからの放熱を促して成形後の冷却時間を短縮するためには、断熱材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てインサート本体を形成するのが好ましい。
さらに、キャビティ3内への原料樹脂の充填が完了してからもなお、原料樹脂の表層部の温度がガラス転移温度以上のままであると、成形サイクルの短縮化を図る上での妨げとなってしまう。このため、キャビティ3内が原料樹脂で満たされて充填が完了したタイミングで、原料樹脂の表層部の温度が、そのガラス転移温度よりも低くなるように種々の成形条件を適宜調整して射出成形するのがより好ましい。
In the present embodiment, the molding surfaces of the insert molds 11 and 12 are formed of the heat insulating materials 11a and 12a, thereby suppressing the temperature drop of the molten resin flowing into the cavity 3, while the In order to promote heat dissipation from the insert bodies 11b and 12b to which the heat insulating materials 11a and 12a are joined to shorten the cooling time after molding, a steel material having a higher thermal diffusivity than the glass material used for the heat insulating materials 11a and 12a. It is preferable to form the insert body using
Furthermore, if the temperature of the surface layer portion of the raw material resin remains at the glass transition temperature or higher even after the filling of the raw material resin into the cavity 3, it becomes an obstacle to shortening the molding cycle. End up. For this reason, at the timing when the cavity 3 is filled with the raw material resin and filling is completed, various molding conditions are appropriately adjusted so that the temperature of the surface layer portion of the raw material resin is lower than the glass transition temperature, and injection molding is performed. More preferably.

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の成形面と、固定型2側のインサート金型12の成形面のそれぞれを、クラウン系のガラス素材からなる熱伝導率が1.1W/m・Kの断熱材11a,12aにより形成した。
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、樹脂温度を290℃に設定するとともに、インサート金型11,12の成形面の設定温度を55℃として、原料樹脂に用いたポリカーボネートのガラス転移温度(Tg:145℃)を超えないように温調して、冷却時間(前述したST8にかけた時間)を基準値とした場合と、基準値から30Sずつ早くしていったそれぞれの場合とで、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の度数を測定し、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, each of the molding surface of the insert mold 11 on the movable mold 1 side and the molding surface of the insert mold 12 on the fixed mold 2 side has a thermal conductivity made of a crown glass material. 1.1 W / m · K heat insulating materials 11a and 12a were used.
With such an injection molding apparatus, polycarbonate is used as the raw material resin, the resin temperature is set to 290 ° C., and the set temperature of the molding surfaces of the insert molds 11 and 12 is set to 55 ° C. When the temperature is adjusted so as not to exceed the glass transition temperature (Tg: 145 ° C.) and the cooling time (time taken for ST8 described above) is used as a reference value, and when the time is increased by 30S from the reference value Thus, 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 molded.
The power at the center of the molded plastic lens was measured, and the transferability was evaluated based on whether it was within the tolerance of 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]
インサート金型11,12の成形面の設定温度を85℃とした以外は、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の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]
A similar plastic lens was molded under the same molding conditions as in Example 1 except that the set temperature of the molding surfaces of the insert dies 11 and 12 was 85 ° C.
As in Example 1, Table 1 also shows the results of evaluating the transferability by measuring the power of the central part of the molded plastic lens.

[比較例]
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の両方を、マルエージング鋼を用いて形成し、その成形面の設定温度を130℃として、成形面の温度が原料樹脂に用いたポリカーボネートのガラス転移温度を超えるのを許容した以外は、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の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]
Both the insert mold 11 on the movable mold 1 side and the insert mold 12 on the fixed mold 2 side are formed using maraging steel, the set surface temperature of the mold surface is 130 ° C., and the temperature of the mold surface is the raw material. A similar plastic lens was molded under the same molding conditions as in Example 1 except that the glass transition temperature of the polycarbonate used for the resin was allowed to be exceeded.
As in Example 1, Table 1 also shows the results of evaluating the transferability by measuring the power of the central part of the molded plastic lens.

Figure 0005917232
Figure 0005917232

これらの結果から、成形面の温度を130℃に設定した比較例に対して、成形面の設定温度を85℃(実施例2)、55℃(実施例1)というように低くしていっても、転写性を損なうことなく、冷却時間をより短くできることが確認できた。   From these results, the molding surface set temperature was lowered to 85 ° C. (Example 2) and 55 ° C. (Example 1) with respect to the comparative example in which the molding surface temperature was set to 130 ° C. However, it was confirmed that the cooling time could be shortened without impairing the transferability.

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、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。   For example, as a method of manufacturing a plastic lens for spectacles, a lens is molded in a semi-finished product that is thicker than the finished dimensions, and this 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に際しては、後加工が施される面の転写性の良否は問題にならない。このため、セミフィニッシュレンズを製造する場合には、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、その成形面をガラス素材からなる断熱材によって形成するようにすればよい。   When such a semi-finished lens is manufactured by an injection molding method, the quality of transferability of the surface to be post-processed does not matter. For this reason, when manufacturing a semi-finished lens, 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 molding surface is made of glass. What is necessary is just to make it form with the heat insulating material which consists of a raw material.

また、本発明は、成形しようとするプラスチックレンズの厚みに関係なく適用することができ、特に、製品肉厚が非常に薄いプラスチックレンズは、射出中に樹脂が固化してしまい易いため、通常は、超高速射出成形、又は高温成形にて対応しているが、本発明を適用すれば、射出中の樹脂の固化を遅らせることができるため、容易に成形可能となることが見込まれる。
さらに、光学面に非常に微細な模様などが有る場合には、射出中の固化によって十分に転写できず、通常は、高温成形にて対応しているが、本発明を適用すれば、射出中の固化を遅らせることができるため、容易に成形可能となることが見込まれる。
In addition, the present invention can be applied regardless of the thickness of the plastic lens to be molded, and in particular, since a plastic lens having a very thin product thickness tends to solidify during injection, Although it corresponds to ultra-high speed injection molding or high temperature molding, if the present invention is applied, solidification of the resin during injection can be delayed, and it is expected that molding can be easily performed.
Furthermore, when there is a very fine pattern on the optical surface, it cannot be sufficiently transferred due to solidification during injection, and it is usually handled by high temperature molding. Therefore, it is expected that molding can be easily performed.

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、転写性を低下させることなく、冷却に要する時間を短くして生産性を高めることができる技術として利用できる。   INDUSTRIAL APPLICATION When manufacturing a plastic lens by the injection molding method, this invention can be utilized as a technique which can shorten the time which cooling requires and can improve productivity, without reducing transferability.

1 可動型(分割型)
2 固定型(分割型)
3 キャビティ
11,12 インサート金型
11a,12a 断熱材
11b,12b インサート本体
50 成形型
1 Movable type (split type)
2 Fixed type (split type)
3 Cavities 11 and 12 Insert molds 11a and 12a Thermal insulation materials 11b and 12b Insert body 50 Mold

Claims (4)

一対の分割型の間に形成されるキャビティ内に溶融した原料樹脂を射出、充填して所定のレンズ形状のプラスチックレンズを製造するにあたり、
前記一対の分割型のうち少なくとも一方の型において、前記キャビティを形成する成形面を熱伝導率0.4〜1.3W/m・Kの非晶質のガラス素材からなる断熱材によって形成し、
前記キャビティ内に流入してきた原料樹脂が前記キャビティ内を満たして充填が完了するまでの間、前記成形面の表面温度が前記原料樹脂のガラス転移温度を超えないように温調することを特徴とするプラスチックレンズの製造方法。
In manufacturing a plastic lens having a predetermined lens shape by injecting and filling a molten raw material resin into a cavity formed between a pair of split molds,
In at least one of the pair of split molds, a molding surface forming the cavity is formed by a heat insulating material made of an amorphous glass material having a thermal conductivity of 0.4 to 1.3 W / m · K ,
The temperature of the molding surface is controlled so that the surface temperature of the molding surface does not exceed the glass transition temperature of the raw material resin until the raw material resin flowing into the cavity fills the cavity and the filling is completed. Manufacturing method of plastic lens.
前記キャビティを形成するキャビティ形成部材として前記分割型に収納されるインサート金型を、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種の樹脂を用いて前記断熱材をインサート本体に接合することによって形成した請求項1に記載のプラスチックレンズの製造方法。 By joining the heat insulating material to the insert body by using at least one resin selected from thiourethane resin and epithio resin as an insert mold housed in the split mold as a cavity forming member for forming the cavity The manufacturing method of the plastic lens of Claim 1 formed . 前記キャビティ内に流入してきた原料樹脂が前記キャビティ内を満たして充填が完了するまでの間、当該原料樹脂の表層部の温度をガラス転移温度以上に維持する請求項1〜2のいずれか一項に記載のプラスチックレンズの製造方法。   The temperature of the surface layer part of the raw material resin is maintained at the glass transition temperature or higher until the raw material resin flowing into the cavity fills the cavity and is completely filled. The manufacturing method of the plastic lens of description. 前記キャビティ内が前記原料樹脂で満たされて充填が完了したタイミングで、前記原料樹脂の表層部の温度がガラス転移温度よりも低くなるようする請求項3に記載のプラスチックレンズの製造方法。   The method of manufacturing a plastic lens according to claim 3, wherein the temperature of the surface layer portion of the raw material resin becomes lower than the glass transition temperature at a timing when the inside of the cavity is filled with the raw material resin and filling is completed.
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