JP5951987B2 - プラスチックレンズの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、プラスチックレンズの製造方法に関する。

一般に、眼鏡用のプラスチックレンズは、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おり、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。

ところで、射出成形法にあっては、その転写性を向上させて成形品の高品質化を図ったり、冷却時間の短縮による生産性の向上を図ったりすることを目的として、金型温度を下げて成形を行うことがあるが、金型温度を下げて成形を行うと、ジェッティングやフローマークと称される表面欠陥が生じやすい傾向がある。

ここで、ジェッティングとは、ゲート部からキャビティ内に溶融樹脂を射出、充填する際に、ゲート部を通過する際の樹脂の流速が速すぎたり、ゲート部からキャビティ内の対向面までの直線距離が長かったりする場合に、キャビティ内に射出された初期の溶融樹脂が、直線的に、又は蛇行するようにしてキャビティ内に充填されて細長い糸状のまま冷えていき、後続の樹脂との融合が不十分な部位が生じてしまったときに、線状の痕跡が成形品の表面に現れる現象をいう。
また、フローマークとは、キャビティ内に射出、充填された樹脂がキャビティ表面に接触して冷やされて、粘性を失いつつ後続の樹脂に押されながらキャビティ表面を流動していく過程で、樹脂の流れ方向と交差する年輪状の痕跡が成形品の表面に現れる現象をいう。

このような問題は、樹脂の充填速度と金型温度によって大きく支配されており、特に、充填速度が遅すぎたり、早すぎたりする場合や、金型温度が比較的低めの場合に発生する傾向が強い。このため、射出圧力や保持圧力を高くしたり、樹脂温度や金型温度を高くしたりすることで問題を解決することも可能ではあるが、これらの対策を講じることができない場合には、金型の構造を工夫するなどの対策も種々講じられている。

例えば、特許文献１には、ゲート部近傍のキャビティの厚さを可変として、金型温度に応じてゲート近傍のキャビティの厚さを調整して、ジェッティングの発生を防止する方法が開示されている。
また、特許文献２には、キャビティ内に圧縮空気を加熱、供給するキャビティ予熱部を設けることで、キャビティ表面に熱風を吹き付けて、その表面温度を成形樹脂のガラス転移温度以上に予熱してから射出成形を行うことによりフローマークの発生を防止する方法が開示されている。

実開昭６２−１８０５１１号公報 特開平６−１４３３１９号公報

しかしながら、特許文献１の方法では、ゲート近傍のキャビティの厚さを調整することで、前述したようなジェッティングの発生を抑制することが期待できるが、前述したようなフローマークの発生を抑制するまでには至らず、また、金型内部に可動部が存在することから、構造も複雑となるなどの問題もある。
また、特許文献２の方法では、金型を加熱するための装置や、そのための型構造が必要となることから、装置の複雑化に伴う耐久性の低下や、製造コストの増大などの問題がある。さらに、金型を加熱することとすると、その分キャビティ内に充填された樹脂の冷却、固化に時間がかかるため成形サイクルが長くなってしまうだけでなく、金型の加熱に過剰のエネルギーを必要とするという問題もある。

そこで、本発明者らは、キャビティ内に射出、充填される樹脂は、通常、金型温度よりも高い温度に設定されていることに着目し、樹脂の冷却、固化はキャビティ内に射出された瞬間からはじまり、ジェッティングやフローマークのような表面欠陥が生じるのはキャビティ内への樹脂の充填が完了するまでの間であることから、この間だけ樹脂温度をガラス転移温度よりも高い温度に維持できれば、ジェッティングやフローマークのような表面欠陥の発生を防止することができるという観点から鋭意検討を重ねたところ、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、金型を加熱したりすることなく、キャビティ内への樹脂の充填が完了するまでの間だけ、キャビティ内に射出、充填された樹脂を、そのガラス転移温度よりも高い温度に維持することができ、これによってジェッティングやフローマークのような表面欠陥の発生を防止することができるプラスチックレンズの製造方法の提供を目的とする。

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、前記キャビティを形成する成形面の一部又は全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原料樹脂を射出、充填して所定のレンズ形状に成形する方法としてある。

本発明によれば、成形サイクルを短縮するために射出成形時の金型温度を低く設定しても、ジェッティングやフローマークのような表面欠陥の発生を防止することができる。

射出成形装置の一例を示す説明図である。 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。 図２のＡ−Ａ断面図である。 図２のＢ−Ｂ断面図である。 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。 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。

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。

［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。

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。

［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。

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。

［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。

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。

［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。

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。

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。
なお、インサートガイド部材５，９、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。

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１１と固定型２側のインサート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１１，１２のそれぞれの成形面は、ガラス素材からなる断熱材によって形成されている。

より具体的には、可動型１側のインサート１１は、成形しようとするプラスチックレンズの一方の面（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１１が形成されている。固定型２側のインサート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１２が形成されている(図５参照)。

インサート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が、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。
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。
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。

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て、両者を接合するなどすればよい。このような熱硬化性樹脂としては、ポリイソシアネート化合物とポリチオール化合物とを原料とするチオウレタン系樹脂、エピスルフィド化合物を原料とするエピスルフィド系樹脂などが挙げられるが、ガラス素材との接着性に優れ、コスト的にも有利なチオウレタン系樹脂が好ましい。

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、断熱材として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。

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。

また、可動型１側の型取付部材１６には、インサート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。

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１１は、インサートガイド部材５の内部に収納される。

同様に、固定型２側の型取付部材１５にも、インサート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。

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１２は、インサートガイド部材９の内部に収納される。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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レ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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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５１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。

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。

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。

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金型温度を低く設定すると、成形されたプラスチックレンズの表面に、ジェッティングマークやフローマークと称される表面欠陥が生じやすい傾向がある。

本実施形態にあっては、このような表面欠陥の発生を防止するために、キャビティ３を形成する可動型１側のインサート１１の成形面と、固定型２側のインサート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。すなわち、インサート１１,１２のそれぞれの成形面を、ガラス素材からなる断熱材１１ａ，１２ａによって形成することで、成形サイクルを短縮するために射出成形時の金型温度を低く設定しておいても、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して、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、キャビティ３内の溶融樹脂を、そのガラス転移温度よりも高い温度に維持することが可能になる。
この結果、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、これによって、ジェッティングやフローマークのような表面欠陥が生じてしまうのを有効に回避することができる。

このようにして、ジェッティングやフローマークのような表面欠陥の発生を防止する上で、インサート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。
本実施形態では、このような熱伝導率のガラス素材を断熱材１１ａ，１２ａとして用いてインサート１１,１２のそれぞれの成形面を形成するとともに、当該原料樹脂がキャビティ３内を満たして充填が完了するまでの間、当該原料樹脂の表面温度がガラス転移温度よりも高い温度に維持されるように射出時の金型温度及び樹脂温度を設定して射出成形をすることで、より確実に、ジェッティングやフローマークのような表面欠陥の発生を防止することができる。このとき、断熱材１１ａ，１２ａとして用いたガラス素材の熱伝導率が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、成形サイクルの短縮を図る上で好ましくない。
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、原料樹脂の表面温度がガラス転移温度よりも高い温度のままであると、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、原料樹脂の表面温度が、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。

また、本実施形態にあっては、インサート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。

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。

[実施例]
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１１の成形面と、固定型２側のインサート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、金型温度の設定を１２５℃、１１５℃、８５℃、７５℃、５５℃、３５℃に変えて、レンズ中心部の肉厚が１０ｍｍであり、レンズ周縁部の肉厚が１２．５ｍｍである直径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表面を検査したところ、金型温度を１２５℃、１１５℃、８５℃、７５℃、５５℃に設定したときには表面欠陥は観察されず、金型温度を３５℃まで下げたときに、微小の表面欠陥が観察されるようになった。

［比較例］
可動型１側のインサート１１と、固定型２側のインサート１２の両方を、マルエージング鋼を用いて形成した以外は、実施例１と同様にして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表面を検査したところ、金型温度を１２５℃に設定したときには表面欠陥は観察されなかったが、金型温度を１１５℃に設定したときに微小の表面欠陥が観察されるようになり、８５℃、７５℃、５５℃、３５℃に設定したときには、いずれ場合も明確な表面欠陥が観察された。

以上のことから、本願発明によれば、成形サイクルの短縮を図るために射出成形時の金型温度をより低い温度に設定しても、ジェッティングやフローマークのような表面欠陥の発生を抑止できることが確認できた。

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。

例えば、前述した実施形態ではインサート１１，１２の成形面の全面をガラス素材からなる断熱材１１ａ，１２ａにより形成したが、少なくとも成形しようとするプラスチックレンズにジェッティングやフローマークのような表面欠陥が発生すると予測される部位を当該断熱材１１ａ，１２ａによって形成することで、ジェッティングやフローマークのような表面欠陥の発生を防止することができる。

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。

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に、ジェッティングやフローマークのような表面欠陥が生じてしまったとしても、これを後加工によって取り除くことができる。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、その成形面の一部又は全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。

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、ジェッティングやフローマークのような表面欠陥の発生を防止する技術として利用できる。

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
１１ａ，１２ａ 断熱材
１１ｂ，１２ｂ インサート本体
５０ 成形型
８０ 射出装置

Claims (4)

1. 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の一部又は全面をガラス素材からなる断熱材によって形成するとともに、前記キャビティを形成するキャビティ形成部材として型内に収納されるインサートを、チオウレタン系樹脂及びエピスルフィド系樹脂の少なくとも一種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、
   前記分割型の金型温度を３５〜１１５℃に設定して、前記原料樹脂としてポリカーボネートを用いて前記キャビティ内に射出、充填して所定のレンズ形状に成形することを特徴とするプラスチックレンズの製造方法。
2. 前記断熱材として熱伝導率０．４〜１．３Ｗ／ｍ・Ｋの非晶質のガラス素材を用いて前記成形面を形成する請求項１に記載のプラスチックレンズの製造方法。
3. 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、当該原料樹脂の表面温度をガラス転移温度よりも高い温度に維持する請求項１又は２に記載のプラスチックレンズの製造方法。
4. 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、前記原料樹脂の表面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。

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