JPH04334410A - プラスチック成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラスチックレンズ等
に代表されるプラスチック成形品の製造方法に関し、特
に、注型用型材からのプラスチック成形品の離型技術に
関する。

【０００２】

【従来の技術】注型用型材の内部にモノマーまたはプレ
ポリマーを成形材料（成形原料）として注入して、重合
転換させ、所要形状のプラスチック成形品を製造する方
法は、例えばプラスチックレンズの製造方法に応用され
ている。このような注型法によるプラスチックレンズの
製造方法を説明する。

【０００３】まず、内面に所要の曲率を有する一対のガ
ラスセル（母型）を、その外周縁側に配置された合成樹
脂からなる環状ガスケットを介して対向させることによ
って、プラスチックレンズの注型用型材を形成する。次
に、その内部に成形材料を注入する。成形材料としては
、例えば重合触媒や紫外線吸収材が溶解、混合されたジ
エチレングリコールビスアリルカーボネートを主成分と
した液状モノマーが使用される。または、重合時の体積
収縮によって発生する内部応力を緩和するために、予め
モノマーを予備重合した液状プレポリマーが使用される
。この注入工程の後に、注型用型材を加熱炉内に収容し
、注入された液状の成形材料を重合転換させて硬化させ
る重合工程を行う。これにより、液状の成形材料は固形
化されて、プラスチックレンズを形成する。この重合工
程の後に、注型用型材から環状ガスケットを取り外し、
さらにガラスセルとプラスチックレンズとを離型する離
型工程を行って、プラスチックレンズを製造する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の製造
方法においては、成形されたプラスチックレンズとガラ
スセルとの密着性が高いので、離型工程において、プラ
スチックレンズからガラスセルを取り外すためには大き
な力を加える必要がある。

【０００５】特に屈折率の大きな凸レンズを成形する場
合には、大きな力を必要とする。例えば球面屈折率Ｓが
＋３．００Ｄ（Ｄはディオプトリィーを示す。）以上で
あるプラスチック球面レンズ、または円柱屈折力Ｃが＋
０．２５Ｄ以上で、かつ球面屈折力Ｓとの和（Ｓ＋Ｃ）
が＋３．００以上であるプラスチックレンズの場合に、
大きな力を必要とする。しかしながら、過大な力を加え
てレンズの取り外し操作を行うと、プラスチックレンズ
にクラックが発生する、またはガラスセルが破損してし
まう等の弊害を招く。このために、ある程度以上の力を
加えることは不可能である。

【０００６】離型が容易となるようにするために、予め
離型材を注型用型材の内部に塗布しておき、プラスチッ
クレンズと注型用型材との密着性を低くする方法が提案
されている。しかし、この方法では、離型材を塗布する
ための工程が必要となり、また塗布条件の管理がきわめ
て困難である。

【０００７】以上の問題点に鑑み、本発明の課題は、プ
ラスチック成形品と注型用型材との密着力を適正な値に
まで低下させて、効率よく離型工程を行うことが可能な
プラスチック成形品の製造方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の方法は、液状の
成形材料を注型用型材内部に注入する注入工程と、次に
液状の成形材料を重合して硬化させる重合工程と、その
後に硬化させた成形品を注形用型剤内部から取り外す離
型工程とを有し、離型工程時に、注型用型剤を液体によ
り加温する加温操作と、引続き液体により冷却する冷却
操作することを特徴としている。

【０００９】ここで注型用型材での加温は、摂氏５０度
以上の温度でおこなうことが望ましい。摂氏１１０度以
上の液体で加温処理を行うと、プラスチック成形品が変
形する恐れがある。また、摂氏５０度より低い温度で加
温した場合、また液体加温温度と冷却温度の差が３０度
以下の場合、プラスチックに対する熱衝撃が少なく、離
型が効果的ではない。液体での加温冷却は、熱伝導が早
いため、熱衝撃の効果が大きい。具体的な液体としては
、プラスチック成形品を溶解しないものであればよく、
アルコール類、ケトン類、エーテル類、エステル類、炭
化水素類、塩素化炭化水素類等の使用も可能であるが、
引火点温度の低いものは、製造上扱いが難しく、又、毒
性、対環境性を考慮すると、フッ素系不活性液体が好ま
しい。

【００１０】本発明の方法は、特にプラスチックレンズ
の製造に適用することが好ましい。この場合には、注型
用型材として、一対の母型がその外周縁側に配置された
環状のガスケットを介して対抗し、その内部に、成形す
るプラスチックレンズ形状の空間が形成されている構造
のものを用いることが出来る。

【００１１】

【作用】本発明にかかわるプラスチック成形品の製造方
法において、離型工程のさい、注型用型材を加温すると
、プラスチック成形品及びガラス母型は、熱膨張して、
伸びる。この時、個々の熱膨張係数が違うことにより、
プラスチック成形品とガラス母型の体積変化量が変わり
、これによる力は、プラスチック成形品と注型用型材と
を引き剥す力として作用する。引続き冷却すると熱収縮
が起こるが、これも上の場合と同様に、熱膨張係数の違
いにより、プラスチック成形品とガラス母型を引き離す
力として作用する。これにより、容易にプラスチック成
形品から注型用型材を取り外すことが出来る。

【００１２】

【実施例】

（実施例１から５）次に、本発明の実施例１から５に係
わる製造方法について説明する。

【００１３】まず、モノマーとしてジエチレングリコー
ルビスアリルカーボネート１００重量部と、重合触媒と
してジイソプロピルパーオキシカーボネート２重量部と
を配合し、低温で均一になるように攪はんした後に、減
圧脱泡し、液状の成形材料を調整した。ここで、ジエチ
レングリコールビスアリルカーボネートとしては、ＰＰ
Ｇ社製のＣＲ−３９を使用した。これらの成形材料と加
温冷却液体、加温冷却条件を組み合わせて、実施例１か
ら５に係わる製造方法の条件を設定した。

【００１４】ここで、プラスチックレンズの度数は、そ
の製造に使用したガラスセルの内面壁の曲率半径によっ
て設定されるものであり、球面屈折力Ｓと円柱屈折力Ｃ
とで示される。実施例１から５においては、Ｓが＋３．
００、Ｃが＋０．５０である。この２枚のガラスセルを
対向させて位置決めをして、エチレン−酢酸ビニル共重
合体からなる環状ガスケットで固定をした。この状態で
、成形材料を気泡が混入しないように注入した。次に、
加熱重合炉に入れ、摂氏３５度から徐々に昇温して、摂
氏８０度まで２０時間を費やして、重合硬化させ、ガス
ケットを取り除いた。

【００１５】次に、表１に示す各条件において、加熱、
冷却した。

【００１６】

【表１】

【００１７】過熱冷却に使用したフッ素系不活性液体と
して、住友スリーエム社製のフロリナートＦＣ−８４（
沸点摂氏８０度），ＦＣ−７７（沸点摂氏９７度），Ｆ
Ｃ−７５（沸点摂氏１０２度）を使用した。

【００１８】このとき、プラスチックレンズの割れおよ
びガラスセルの割れの発生個数を調査した。

【００１９】この比較例として、従来の方法での離型を
実施し、プラスチックレンズの割れおよびガラスセルの
割れの発生個数を調査した。具体的には、ガスケットを
取り除いた注型用型材を約摂氏４０度に保温し、ガラス
セルの外周縁の隙間にくさびを打ち込んで、隙間を押し
広げる操作によって、プラスチックレンズとガラスセル
とを離型した。

【００２０】この実施例及び比較例の結果を表２に示す
。

【００２１】

【表２】

【００２２】表２に示すとおり、実施例１から５に係わ
るいずれの離型方法においても、プラスチックレンズの
割れおよびガラスセルの割れは発生してない。

【００２３】一方、比較例１から５においては、プラス
チックレンズ、ガラスセルの割れが発生している。この
ように、本実施例の製造方法において、高い歩留まりが
得られた。比較例において、注型用型材の保温温度を摂
氏７０度程度に上げることにより、プラスチックレンズ
とガラスセルの割れを減らすことは、可能であるが、作
業性が著しく低下する。

【００２４】（実施例６から１０）次に、実施例１から
５に対して、成形材料、加熱冷却用液体、加熱冷却条件
を変えた、実施例６から１０に係わる製造方法について
説明する。

【００２５】本例におけるモノマーとしては、２，２−
ビス（４−アリルオキシ−３，５−ジブロモフェニル）
プロパン５０重量部と、ジアリルテレフタレート２５重
量部と、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート
２５重量部からなる混合系を使用し、これに重合触媒と
してジイソプロピルパーオキシカーボネート３重量部を
配合したものを基本組成とした。

【００２６】この成形材料と加温冷却液体、加温冷却条
件の組合せで、表３に示す実施例６から１０に係わる製
造方法の条件を設定した。実施例６から１０におては、
Ｓが＋４．００、Ｃが＋１．００である。

【００２７】この２枚のガラスセルを対向させて位置決
めをして、テフロンからなる環状ガスケットで固定した
。この状態で成形材料を起泡が発生しないように注入し
た。次に加熱重合炉に入れ、摂氏３５度から徐々に昇温
して、摂氏８５度まで２２時間を費やして、重合硬化さ
せ、ガスケットを取り除いた。

【００２８】次に、表３に示す各条件において、加熱冷
却した。

【００２９】

【表３】

【００３０】この時、プラスチックレンズの割れおよび
ガラスセルの割れの発生個数を調査した。この比較例と
して、従来の方法で離型を実施し、プラスチックレンズ
の割れおよびガラスセルの割れの発数個数を調査した。 具体的な方法は、比較例１と同様である。

【００３１】この実施例及び比較例の結果を表４に示す
。

【００３２】

【表４】

【００３３】表４に示すとおり、実施例６から１０に係
わるいずれの離型方法においても、プラスチックレンズ
の割れおよびガラスセルの割れは発生してない。

【００３４】一方、比較例２においては、プラスチック
レンズ、ガラスセルの割れが発生している。

【００３５】（比較例３から７）実施例１において成形
材料、プラスチックレンズ重合条件、加熱冷却用液体の
み同一で、加熱冷却条件を変えた場合の条件をを表５に
示す。

【００３６】

【表５】

【００３７】これらの条件で離型が出来るかどうかの結
果について、表６に示す。

【００３８】

【表６】

【００３９】このように、加熱冷却の温度差が、３０度
以上あれば、離型が可能であり、これ以下であれば、注
型用型材に対する熱衝撃が弱く、離型が出来ないことが
ある。

【００４０】このように、加温の温摂氏度５０度以上で
、加音温度冷却温度の温度差が３０度以上あり、かつプ
ラスチックレンズ、ガラスセルに悪影響を与えない液体
であれば、高い離型歩留まりを得ることが可能となる。

【００４１】このようなプラスチックレンズの製造方法
に使用する液状の成形材料として、エチレングリコール
ビスアリルカーボネート、ジエチレングリコールビスア
リルカーボネート、トリエチレングリコールビスアリル
カーボネート、テトラエチレングリコールビスアリルカ
ーボネート、ペンタエチレングリコールビスアリルカー
ボネート、ポリプロピレングリコールビスアリルカーボ
ネート、トリメチレンエチレングリコールビスアリルカ
ーボネート、３−ヒドロキシプロポキシプロパノールビ
スアリルカーボネート、グリセロールビスアリルカーボ
ネート、トリグリセロールビスアリルカーボネート、ジ
アリリデンペンタエリエリトール、ビスフェノールＡジ
アリルエーテル、ビスフェノールＳジアリルエーテル等
のモノマー、または予備重合されたプリモノマーのうち
の１つまたは２つ以上からなるものを成形材料として使
用しても、エチレングリコールジメタクリレート、ジエ
チレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリ
コールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジ
メタクリレート、２−ヒドロキシ−１，３−プロパンジ
オールジメタクリレート、１−メタクリロイル−２−ヒ
ドロキシ−３−メタクリロイルプロパン、ペンタエリエ
リトールテトラメタクリレート、トリメチルプロパント
リメタクリレート、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−
ヘキサメチロールメラミンヘキサメタクリレート、Ｎ，
Ｎ’，Ｎ”−トリス（２−メタクリロイルキシエチル）
イソシアヌレート、ネオペンチルグリコールジメタクリ
レート等のモノマー、または予備重合されたプリモノマ
ーのうちの１つまたは２つ以上からなるものを成形材料
として使用しても、同様の効果が得られた。

【００４２】さらに、これらを主構成要素とする共重合
体であってよい。

【００４３】また、これらの重合反応の開始剤としては
、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド等のハイドロパー
オキサイド類、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド等のジア
ルキルパーオキサイド類、ベンゾイルパーオキサイド等
のジアシルパーオキサイド類、ジイソプロピルパーオキ
シカーボネート等の、パーオキシカーボネート類、ｔ−
ブチルパーオキシピバレート等のパーオキシエステル類
、ケトンパーオキサイド、パーオキシケタール等のパー
オキサイド類、さらにはアゾビスイソブチリロニトリル
等のアゾ化合物のうちから選択して使用しても上述の効
果が得られ、その他、使用する成形材料の重合開始剤と
して機能するものであれば制限のないものである。ある
いは、紫外線またはガンマー線等の光エネルギーや放射
線を利用して重合の開始をおこなってもよい。

【００４４】ここで注型用型材に注入される成形材料は
、液状モノマーのままであってもよく、注型用型剤内部
での体積収縮または発熱を抑制するために、注入工程の
前工程において、所定の屈折率まで予備重合された液状
のプリモノマー（シロップ）であってもよい。

【００４５】そして、プラスチックレンズに種種の特性
を付与するために、または工程を安定化させるために、
成形材料に、紫外線吸収剤、酸化防止剤、帯電防止剤、
塗料、フォトクロミック物質、各種の安定化剤等の添加
物を配合してもよい。

【００４６】なお、上記のプラスチックレンズの製造方
法に代えて、所要の注型用型材及び成形材料を選択すれ
ば、プラスチックレンズに限らず、他のプラスチック成
形品を製造でき、これらに対しても、同様に高効率の製
造方法を実現できる。

【００４７】

【発明の効果】以上のとおり、本発明に係わるプラスチ
ック成形品の製造方法は、成形材料を注型用型材内部に
注入する注入工程と、重合により硬化させる重合工程と
、硬化させた成形品を注型用型材から取り外す離型工程
とを基本工程として有しており、その離型工程において
、注型用型材を摂氏５０度以上の液体により加温する加
温操作と引き続き、加温温度より３０度以上低い温度で
、液体により冷却する冷却操作することにより、プラス
チックレンズとガラスセルの熱膨張の違いで、引き離す
ことが可能になり、高い製造歩留まりを得ることが出来
る。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　所要の型形状をもった注型用型材内部
   に、モノマーまたはプレポリマーを主成分とする液状の
   成形材料を注入する注入工程と、次に前記の液状の成形
   材料を重合して硬化させる重合工程と、その後に前記の
   硬化させた成形品を前記注型用型材内部から取り外す離
   型工程とを有するプラスチック成形品の製造方法におい
   て、離型工程時に、注型用型材を液体により加温する加
   温操作と、引き続き、液体により冷却する冷却操作する
   ことにより、前記成形品を前記注型用型材内部から取り
   外すことを特徴とするプラスチック成形品の製造方法。
2. 【請求項２】　請求項１において、液体加温の温度と、
   液体冷却の温度との差が３０度以上あることを特徴とす
   るプラスチック成形品の製造方法。
3. 【請求項３】　　請求項１において、前記液体は、フッ
   素系不活性液体であることを特徴とするプラスチック成
   形品の製造方法。
4. 【請求項４】　請求項１において、加温操作は、摂氏５
   ０度以上で行うことを特徴とするプラスチック成形品の
   製造方法。
5. 【請求項５】　請求項１において、前記プラスチック成
   形品はプラスチックレンズであることを特徴とするプラ
   スチック成形品の製造方法。