JPH07304076A

JPH07304076A - プラスチックレンズの製造方法

Info

Publication number: JPH07304076A
Application number: JP6099453A
Authority: JP
Inventors: Muneyoshi Kamaike; 宗芳蒲池
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1994-05-13
Filing date: 1994-05-13
Publication date: 1995-11-21

Abstract

(57)【要約】【目的】低コストで外観が良好のレンズを製造する。【構成】金型に形成されたキャビティに溶融した熱可
塑性樹脂を射出する際の前記金型またはキャビティの温
度を、該樹脂の流動開始温度より高い温度に設定してお
く。また、前記樹脂の射出開始時点での前記キャビティ
の容積を所望のレンズに対応する容積よりも広くしてお
く。そして、該キャビティに射出された樹脂がキャビテ
ィ内の最も狭い空間を通過した後に、該キャビティの容
積を所望のレンズに対応する容積まで減少させて樹脂を
キャビティに完全充填して固化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、眼鏡レンズ等に使用さ
れるプラスチックレンズの製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】プラスチックレンズの製造方法として
は、一般に射出成形法が知られている。この方法は、レ
ンズ面を形成する金型を製作し、この金型で形成された
キャビティに射出成形機を用いて熱可塑性樹脂を射出し
て冷却・固化させて成形品を得るものである。射出成形
法は、レンズ一枚当たりの成形時間が数分程度で済み、
また、工程が単純なことから自動工程化も可能で、短時
間、低コストで大量のレンズを製造できるという利点が
あった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、射出成形法
でレンズを製造すると、レンズの形状によってはその中
心部に空間（樹脂の非充填部）ができたり、成形された
レンズ表面に溶融状態の樹脂の合わせ目の痕であるウェ
ルドラインが残るといった現象が発生し易かった。この
現象は、特に、中心厚に比べて縁（周辺部）厚が大きい
形状を有するレンズや、レンズ外径が比較的大きく中心
厚の薄い凹レンズに発生し易く、これらのレンズを製造
しようとすると良品を得ることは困難であった。

【０００４】そこで、従来、特に近視矯正眼鏡用のプラ
スチックレンズを製造する場合は、熱硬化性樹脂を使用
した注型重合による製造方法が用いられていた。この方
法は、レンズ面を形成するガラス製の母型と、レンズの
側面を形成するガスケットと呼ばれるエラストマー製の
リングを用意し、これらガラス母型とガスケットで形成
された空間に熱硬化性樹脂を注入する。そして、注入後
の重合工程で樹脂を固化して所望のレンズを成形し、固
化したレンズを離型して成形品を得るものである。しか
し、この注型重合による製造方法は、レンズ一枚の樹脂
重合時間が、短くて半日、長いと数十時間を要するもの
であった。そのため、レンズの製造時間が非常に長くな
っていた。

【０００５】また、前記母型を製作するために、ガラス
以外の材料で母型の基となる型を作る必要があった。さ
らに、製造工程が樹脂の注入、重合、離型に別れている
ため、工程の自動化が困難であった。このような理由に
より、注型重合による製造方法は、前記射出成形法に比
べてレンズの製造コストが高くなっていた。本発明はこ
のような問題に鑑みて成されたもので、低コストで良品
のレンズを製造する方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的のために、第１
発明（請求項１記載の発明）では、溶融した熱可塑性樹
脂を金型に形成されたキャビティに射出し、該樹脂をキ
ャビティ内で固化させることで所望のレンズを得るプラ
スチックレンズの製造方法において、（イ）前記樹脂を
射出する際の前記金型またはキャビティの温度を該樹脂
の流動開始温度より高い温度に設定しておくとともに、
（ロ）樹脂の射出開始時点での前記キャビティの容積を
所望のレンズに対応する容積よりも広くしておき、該キ
ャビティに射出された樹脂がキャビティ内の最も狭い空
間を通過した後に、該キャビティの容積を所望のレンズ
に対応する容積まで減少させ、これにより樹脂をキャビ
ティに完全充填させて固化させるようにした。

【０００７】また、第２発明（請求項２記載の発明）
は、第１発明における前記（ロ）の過程の代わりに、
（ハ）樹脂の射出開始時点での前記キャビティの容積を
所望のレンズに対応する容積よりも広くしておき、該キ
ャビティに射出された樹脂の量が所定量となった後に、
該キャビティの容積を所望のレンズに対応する容積まで
減少させ、これにより樹脂をキャビティに完全充填させ
て固化させるようにしたものである。

【０００８】第３発明（請求項３記載の発明）では、第
２発明における樹脂の所定量を、樹脂の射出開始時点で
設定されたキャビティに該所定量の樹脂を射出し、キャ
ビティ容積を一定にしたまま樹脂を固化させた際に、固
化した樹脂が少なくとも所望のレンズの略中心部まで達
している量に設定する。第４発明（請求項４記載の発
明）では、前記樹脂の射出開始時点におけるキャビティ
容積を、射出された樹脂がキャビティ内の最も狭い空間
を外部から力を加えることなく通過できるように設定す
る。

【０００９】第５発明（請求項５記載の発明）では、前
記樹脂の射出開始時点における金型またはキャビティの
温度を、該樹脂のガラス転移点に20℃以上加えた値に設
定する。

【００１０】

【作用】第１発明の過程（イ）では、溶融した熱可塑性
樹脂をキャビティに射出する際に、金型（またはキャビ
ティ）の温度を前記樹脂の流動開始温度より高い温度に
設定するので、射出された樹脂の流動性が従来の製法の
ときより向上する。その結果、樹脂同士の溶着が起こり
易くなり、キャビティ内で溶融した樹脂同士が衝突して
もウェルドラインが発生し難くなる。また、キャビティ
内で樹脂の非充填部が発生し難くなり、レンズ内に空間
（樹脂の非充填部）が形成されるといった現象が抑制さ
れる。なお、ここでいう樹脂の流動開始温度とは、固化
状態の樹脂を加熱していく過程で、外部から力を加えた
際に該樹脂が流動できる状態となる温度を意味する。金
型（キャビティ）温度は、高く設定し過ぎると射出装置
の取扱いが困難になるので、製品（レンズ）の量産時を
想定した上で前記樹脂の流動開始温度以上の領域で管理
し易い温度に適宜設定すればよい。このとき、第５発明
のように、樹脂の射出時の金型（キャビティ）の温度を
この樹脂のガラス転移点より20℃以上高い温度に設定す
ると、樹脂が硬化する際に生じる内部歪の発生が抑制さ
れてより好ましい結果が得られる。金型（キャビティ）
の温度は、例えば、ヒータ等の加熱手段を金型に組み込
むことで所定の温度に設定することができる。

【００１１】第１発明の過程（ロ）では、キャビティ容
積を所望のレンズに対応する容積（空間）よりも広くし
た状態で溶融樹脂の射出を開始し、射出された樹脂がキ
ャビティ内の最も狭い空間を通過した後にキャビティの
容積を所望のレンズに対応する容積まで減少させる（狭
くする）。この操作により、樹脂に対してレンズの厚み
方向に該樹脂を流すような圧力が作用する。樹脂の射出
時は、この圧力の他に樹脂の射出操作による射出圧力
が、該樹脂をレンズの半径方向に流すように作用してい
る。従って、キャビティ容積を所望のレンズに対応する
容積まで減少させる時点で、キャビティの最も狭い空間
を含むその近傍領域に溶融樹脂が存在していれば、この
樹脂にはレンズの半径方向と厚み方向の２つの方向に樹
脂を流す圧力が作用する。その結果、樹脂はキャビティ
の略中心部から周辺へと同心円を拡大するように進み、
前記ウェルドラインや空間といったレンズの外観不良の
発生が抑えられる。なお、このような作用が得られるよ
うにキャビティ容積を減少させるには、例えば、金型内
で可動入子を摺動させてキャビティを狭めればよい。

【００１２】この過程（ロ）における、キャビティ内で
の樹脂の流動状態を図４、５をもとに説明する。図４
は、キャビティ内での溶融樹脂の流動状態を示す概略図
である。これは、実際にキャビティ内に樹脂を少しずつ
射出（ショート・ショット）し、その都度樹脂を固化さ
せてその状態を観察していくことにより求めたものであ
る。図４（ａ）は、本発明との比較のために、従来の製
造方法で凹レンズを製造した場合のキャビティ内での溶
融樹脂の流動状態を示す。図４（ｂ）は、本発明の製造
方法で凹レンズを製造した場合のキャビティ内での溶融
樹脂の流動状態を示す。

【００１３】従来の製法を示す図４（ａ）において、サ
イドゲート２０（図１のゲート５に相当）からキャビテ
ィに射出された溶融樹脂の先端（以下、流動先端とい
う）は、キャビティ中心部へ到達するまでは２４Ａのよ
うに表される。この間、樹脂はサイドゲート２０を中心
に扇形を拡大するように進んでいく。流動先端が最も狭
いキャビティ中心部に到達すると、この部分の樹脂はキ
ャビティの一部を形成する入子のレンズ面の抵抗を受け
るためその進行速度が低下する。しかし、レンズの周辺
部に相当するキャビティ空間は中心部の空間より広いの
で、この部分の樹脂は中心部を回り込むようにして周辺
部を進行する。このときの樹脂の流動先端は、２４Ｂの
ようになる。この後も樹脂は射出圧によって進行を続け
るが、前述のように周辺部分の方が中心部よりも樹脂の
進行が速い。そのため、樹脂の流動先端は２４Ｃのよう
になる。さらに樹脂が進行すると周辺部から回り込んで
きた樹脂同士が衝突し、衝突部分に溶融樹脂の合わせ目
であるウェルドライン２３が発生する。この状態の樹脂
の流動先端は２４Ｄのようになる。最終的にウェルドラ
イン２３は、レンズ中心部からゲート２０の反対方向に
向かってレンズ面上にほぼ真っ直ぐに形成される。ま
た、レンズの形状によっては、中心部付近のキャビティ
内の空気が完全に抜ける前に周辺部から回り込んできた
樹脂同士が合わさる場合がある。この場合はキャビティ
の中心部に空気が残ってしまい、空間（樹脂の非充填
部）２２が形成される。この後の冷却過程で樹脂は固化
するが、固化後もこれらウェルドライン２３や空間（非
充填部）２２は残るため、得られたレンズは不良品とな
る。

【００１４】これに対して図４（ｂ）では、樹脂の射出
時点のキャビティの空間（容積）を、所望のレンズに対
応する空間（容積）より大きく、キャビティの最も狭い
空間は、射出された樹脂が外部（例えば、入子の移動）
から力（圧力）を加えられないでも、この最も狭い空間
を通過できるような広さに設定されている。キャビティ
の最も狭い空間は、凹レンズにおいてはキャビティの中
心部となる。この状態でキャビティ内に射出された溶融
樹脂の流動先端は、キャビティ中心部へ到達するまでは
２５Ａのように表される。その後、樹脂の流動先端は最
も狭いキャビティ中心部まで到達する。しかし、この部
分は樹脂が圧力を加えなくても通過できる広さとなって
いるので、樹脂は速度が多少低下するものの進行を続け
る。２５Ｂは、樹脂がキャビティ中心部を通過した直後
の状態を示す。この後、入子の移動によりキャビティ容
積を減少させる操作が行われ、これにより樹脂に圧力が
加わる。また、キャビティ容積の減少とともに、キャビ
ティに占める樹脂の割合が増加していく。２５Ｃはこの
ときの樹脂の状態を示すもので、図４（ｂ）の２４Ｃの
ような周辺部分からの回り込みといった現象は見られな
い。この後も樹脂の進行は進み、２５Ｄの状態を経てキ
ャビティを完全に充填する。こうして、ウェルドライン
や中心部の空間（非充填部）のない良好な成形品（レン
ズ）が得られる。なお、この結果は、キャビティに射出
する際に、金型（またはキャビティ）の温度を樹脂の流
動開始温度より高い温度に設定したことで、樹脂の流動
性が向上して樹脂同士の溶着が起こり易くなったことに
も起因している。

【００１５】なお、図４（ｂ）の状態に設定しても、樹
脂の流動先端がキャビティの最も狭い空間に到達する前
にキャビティ容積を減少させると、樹脂は中心部よりも
通過し易い周辺部に回り込んで進行する。そのため、結
果として図４（ａ）と同様に樹脂が進行してしまい好ま
しくない。また、樹脂の射出開始時に設定するキャビテ
ィの容積が大き過ぎると、樹脂を所定量射出し終わって
も樹脂の流動先端がキャビティ中心部まで到達しなくな
る（例えば２５Ａの状態で止まってしまう）。この場
合、キャビティ容積を減少させて樹脂を進行させた際
に、樹脂の流動先端がキャビティ中心部に到達すると、
やはり樹脂は中心部よりも通過し易い周辺部に回り込ん
でしまう。この場合も、結果として図４（ａ）のように
樹脂が進行することになるので好ましくない。

【００１６】図５は、図４と同じ条件で樹脂の流動過程
をコンピュータ（ＣＡＥ：ComputerAided Engineerin
g）によりシミュレートした結果である。図５（ａ）が
図４（ａ）に、図５（ｂ）が図４（ｂ）にそれぞれ対応
する。ただし、図５（ｂ）では、キャビティの空間（容
積）を図４（ｂ）と同様の広さに設定したままとし、途
中からキャビティ容積を減少させる操作は行っていな
い。そのため、得られるレンズの中心厚が所望の値と異
なるが、前記ＣＡＥでは容積の減少過程（つまり、入子
の移動による樹脂の加圧過程）の解析はできないのでこ
のような条件で解析した。この解析例は実際に製造した
成形品（レンズ）とよく合致しており、本発明によって
ウェルドラインや中心部の空間（非充填部）のない良好
な成形品が得られることを示している。このＣＡＥを用
いると、レンズ厚を変えながらシミュレーションするこ
とができるので、実際に樹脂を射出したときと同様に最
適なキャビティ空間を求めることが可能となる。

【００１７】次に、樹脂の射出開始時点でのキャビティ
の空間（容積）と、射出開始後にキャビティ容積を減少
させる動作を開始するタイミングを求める方法につい
て、その一例を説明する。樹脂の非充填部やウェルドラ
インといったレンズの外観不良の発生を防止するには、
キャビティ容積を減少させる時点でキャビティの最も狭
い空間を含むその近傍領域に溶融樹脂を存在させておけ
ばよい。そのためには、第４発明のように、樹脂の射出
開始時に設定するキャビティ容積を該樹脂がキャビティ
内の最も狭い空間を外部から力を加えることなく通過で
きる広さに設定するとよい。これにより、特に樹脂が充
填され難かったキャビティの最も狭い空間にも確実に樹
脂が流れ込むようになる。その結果、樹脂の未充填とい
った現象をより効果的に防止できる。例えば、凹レンズ
を製造する場合、このような空間を設定するためには、
まず、キャビティの最も狭い空間となる中心部の厚さ
を、所望のレンズの中心厚に適当な値（ｄmmとする）を
加えた値に設定する。この後、設定されたキャビティに
所望のレンズ体積に見合った量の溶融樹脂を射出し、キ
ャビティ容積を変えずに（樹脂に圧力をかけずに）樹脂
を冷却して固化した樹脂を取り出す。そして、固化した
樹脂にウェルドライン等の不良現象が発生しておらず、
かつ、この樹脂がキャビティ内のレンズの中心部に相当
する位置まで達していたか否かを確認する。達していな
い場合は前記ｄの値を変えて（増やして）再度所定量の
樹脂を射出し、この作業を固化した樹脂がレンズ中心部
に達しているようになるまで繰り返す。そして、達した
ときのｄの値を求め、このｄの値に基づいてキャビティ
の容積（入子の位置）を決定する。なお、キャビティ内
の樹脂の流動状態は、実際に樹脂を射出しなくとも、前
述のようにコンピュータによるシミュレーション等を用
いて予測することができる。例えば、市販の射出成形用
樹脂流動解析ソフトを用いて、ショート・ショットある
いはメルトフロント等の解析を行えば、実際に樹脂を射
出しないでも最適なキャビティの空間（容積）を求める
ことができる。

【００１８】樹脂の射出開始時のキャビティ容積が決ま
ったら、次はキャビティ容積を減少させるタイミングを
求める。このタイミングは、キャビティの最も狭い空間
を含むその近傍領域に溶融樹脂が存在する時点、つま
り、前記キャビティに射出された樹脂がキャビティ内の
最も狭い空間（この場合、レンズの中心部）を通過した
後に設定される。ただし、一般の金型では、射出された
樹脂のキャビティ内での進み具合を直接観察できない。
そのような場合は、キャビティに射出された樹脂の量で
判断すればよい。例えば、第２発明の過程（ハ）のよう
に、キャビティの最も狭い空間を含むその近傍領域に溶
融樹脂が存在するような射出量（以下、所定量という）
を求めておき、この所定量が射出された後にキャビティ
容積を減少させればよい。所定量は、例えば、第３発明
のようにして求めることができる。この場合、まず、前
述の方法で求めたキャビティ空間に、所望のレンズの樹
脂より少ない量の樹脂を射出する。そして、キャビティ
容積を変えずに（樹脂に圧力をかけずに）樹脂を冷却
し、固化した樹脂を取り出す。固化した樹脂がレンズの
中心部まで達していたか否かを確認し、達していない場
合は樹脂の射出量を変えて（増やして）再度樹脂を射出
する。この作業を固化した樹脂がレンズ中心部に達して
いるようになるまで繰り返し、達した時の樹脂の射出量
を求めてこれを所定量とする。キャビティ容積を減少さ
せる動作を開始するタイミングは、この所定量の樹脂が
キャビティに射出された後となるように設定する。この
タイミングは、樹脂の射出量を検出することで判断して
もよいし、単位時間当たりの射出量（射出率）に基づい
て所望の量が射出される時間により判断してもよい。射
出量を検出する場合は、例えば、射出成形機において樹
脂の射出用スクリュー等の移動量を測定し、その移動量
をもとに射出量を求めると比較的容易に検出できる。

【００１９】以下、本発明を実施例に基づいて説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。

【００２０】

【実施例】

〔実施例１〕熱可塑性樹脂の一種であるポリカーボネー
ト樹脂を原料として−４ディオプターのプラスチック眼
鏡レンズ（凹レンズ）を製造した。図１は、その際のレ
ンズ製造１サイクル中における金型温度１と、樹脂に加
わる圧力２と、可動側入子の位置３の推移を示す図であ
る。図２は、本実施例で得られたレンズの形状を示す概
略側面図である。図３は、本実施例で用いた射出成形機
の金型部分の構成を示す概略断面図である。図６は、レ
ンズ製造の過程を説明するためのフローチャート図であ
る。

【００２１】図３に示す金型３０は、所望のレンズ形状
に見合ったキャビティ４を形成する。この金型３０は、
ゲート５、ランナー６、スプルー７、カートリッジヒー
タ８、冷却媒体用流路９、可動側入子１０、固定側入子
１１、可動側型板１２、固定側型板１３、可動側取付板
１４、固定側受板１５、スプルーブシュ１６、ロケート
リング１７、加圧用コイルスプリング１８、冷却用ジョ
イント１９、可動側入子１０と固定側入子１１の温度を
測定する測定手段（図示せず）とを備えている。カート
リッジヒータ８は、可動側入子１０と固定側入子１１を
加熱して金型（あるいはキャビティ４）を所定の温度に
設定するとともに、その温度を維持するよう制御され
る。加圧用コイルスプリング１８は、可動側入子１０と
可動側取付板１４を所定の力で移動させることができ、
キャビティ４に射出された樹脂に所望の圧力を加えるこ
とができるように構成されている。可動側入子１０はキ
ャビティ４内を摺動可能で、このときの移動によりキャ
ビティ４の容積を減少させることができる。冷却媒体用
通路９は、その内部を、金型を冷却する空気や水などの
冷却媒体が通るためのものである。

【００２２】以下、本実施例のレンズの製造過程を図１
および図６をもとに説明する。まず、樹脂の射出開始時
に設定するキャビティの空間（容積）と、キャビティ容
積を減少させる動作を開始するタイミングとを、前述の
方法を用いて予め求めておいた。本実施例では、その結
果をもとに、レンズの中心厚を決める入子の位置が、所
望のレンズの中心厚（本実施例では 0.8mm）よりさらに
3.0mm程開く位置（つまり基準から 3.8mmの位置）で可
動側入子１１を待機させた（ステップ 105）。また、キ
ャビティ容積を減少させる動作を開始するタイミング
を、所定量の樹脂がキャビティに射出された時点に設定
した。この所定量は、前述の方法により予め求めておい
た量である。

【００２３】次に、カートリッジヒータ８で可動側入子
１０と固定側入子１１を加熱し（ステップ 110）、約 1
80秒間で各入子１０、１１の温度をポリカーボネート樹
脂の流動開始温度（約 183℃）よりも高く（ 190℃）し
た。そして、各入子１０、１１の温度が 190℃に達した
ら（ステップ 115）、この温度を約60秒間維持した（ス
テップ 120）。

【００２４】また、入子１０、１１の温度が 190℃以上
となった時点（加熱開始から約 180秒後）で、ゲート５
を通して溶融状態のポリカーボネート樹脂のキャビティ
４への射出を開始した（ステップ 125）。キャビティ４
内に射出される樹脂の量は、射出成形機の樹脂射出用ス
クリュー（図示せず）の移動量を測定することで検出す
るようにした。射出成形機は、その樹脂射出用シリンダ
の直径が判っているので、この直径と前記スクリューの
移動量からキャビティ４に射出した樹脂の量が求まる。
キャビティ４への樹脂の射出量が設定しておいた所定値
に達したら（ステップ 130）、加圧用コイルスプリング
１８によって可動側入子１０と可動側取付板１４を固定
側入子１１側に徐々に移動させて、キャビティ４を所望
のレンズに対応する空間（容積）まで減少させた（ステ
ップ 135）。また、可動側入子１０および可動側取付板
１４の移動と並行して、レンズに見合う量の残りの樹脂
をキャビティ内に射出し続けた。

【００２５】樹脂の射出が終了した後（ステップ 14
0）、金型の冷却を開始した（ステップ145）。なお、本
実施例では、ステップ 120で設定した所定温度の維持時
間内にレンズに見合う量の樹脂を射出し終わっている。
また、金型３０の冷却に伴ってキャビティ４内の樹脂は
収縮してその体積が減少する。そこで、この収縮によっ
て入子１０、１１と固化途中の樹脂とが離れないよう
に、冷却の間は、加圧用コイルスプリング１８によって
可動側入子１０と可動側取付板１４に対し、両者が固定
側入子１１側へ移動する方向に圧力をかけておいた。こ
れにより、可動側入子１０と可動側取付板１４はレンズ
の収縮に伴い微量だけ固定側入子１１側に移動した。

【００２６】可動側入子１０と固定側入子１１の温度が
樹脂のガラス転移点（ポリカーボネート樹脂では約 153
℃）より低く（ 130℃）なった時点（ステップ 150）で
冷却を終了し（ステップ 155）、成形品（レンズ）を金
型３０から取り出して所望のレンズを得た（ステップ 1
60）。なお、冷却中は、金型３０の温度の低下に合わせ
て、加圧用コイルスプリング１８によって樹脂に加える
圧力を、樹脂の完全充填時における 33kgf/cm²（ 3.2×
10⁶Pa ）から成形品取り出し時の 25kgf/cm²（2.5×10⁶
Pa ）まで徐々に減少するように制御した。

【００２７】〔実施例２〕実施例１と同様、熱可塑性樹
脂の一種であるポリカーボネート樹脂を原料として−４
ディオプターのプラスチック眼鏡レンズ（凹レンズ）を
製造した。レンズ成形１サイクル中における金型温度
１、樹脂に加える圧力２および可動側入子の位置３の推
移を示す図１、得られるレンズの形状を示す図２および
使用した射出成形機の金型部分の構成を示す図３は、実
施例１と同様である。

【００２８】本実施例と実施例１との違いは、キャビテ
ィ容積を減少させる動作を開始するタイミングの設定方
法である。本実施例では、予め射出成形機における「単
位時間当たりの樹脂の射出量（射出率）」を設定してお
いた。そして、樹脂の射出開始時点からの時間を計測
し、この時間と前記射出率との積からキャビティに射出
された樹脂の量を求めるようにした。

【００２９】本実施例のレンズの製造過程について説明
する。まず、実施例１と同様、樹脂の射出開始時に設定
するキャビティの空間（容積）と、キャビティ容積を減
少させる動作を開始するタイミングを予め前述の方法を
用いて求めておいた。本実施例では、その結果をもと
に、レンズの中心厚を決める入子の位置が、所望のレン
ズの中心厚（本実施例では 0.8mm）よりさらに 3.0mm程
開く位置（つまり基準から 3.8mmの位置）で可動側入子
１１を待機させた（ステップ 105）。また、キャビティ
容積を減少させる動作を開始するタイミングは、所定量
の樹脂がキャビティに射出された時点とした。この所定
量は、前述の方法により求めておいた量である。

【００３０】次に、カートリッジヒータ８で可動側入子
１０と固定側入子１１を加熱し（ステップ 110）、約 1
80秒間で各入子１０、１１の温度をポリカーボネート樹
脂の流動開始温度（約 183℃）よりも高く（ 190℃）し
た。そして、各入子１０、１１の温度が 190℃に達した
ら（ステップ 115）、この温度を約60秒間維持した（ス
テップ 120）。

【００３１】また、入子１０、１１の温度が 190℃以上
となった時点（加熱開始から約 180秒後）で、ゲート５
を通して溶融状態のポリカーボネート樹脂のキャビティ
４への射出を開始した（ステップ 125）。このとき、射
出成形機での射出率を1.8cm³/sに設定した。そして、射
出開始と同時に時間を計測し、開始時点から約12秒後
（ステップ 130）に加圧用コイルスプリング１８によっ
て可動側入子１０と可動側取付板１４を固定側入子１１
側に徐々に移動させて、キャビティ４を所望のレンズに
対応する空間（容積）まで減少させた（ステップ 13
5）。この可動側入子１０の移動開始時点でのキャビテ
ィ４への樹脂の射出量Ｗは、所望のレンズに合わせて前
述の過程により予め求めた値である（つまり、Ｗ＝ 1.8
×12（ cm³）となる）。また、可動側入子１０および可
動側取付板１４の移動と並行して、レンズに見合う量の
残りの樹脂をキャビティ内に射出し続けた。

【００３２】樹脂の射出が終了した後（ステップ 14
0）、金型の冷却を開始した（ステップ145）。なお、金
型３０の冷却に伴ってキャビティ４内の樹脂は収縮して
その体積が減少する。そこで、この収縮によって入子１
０、１１と固化途中の樹脂とが離れないように、冷却の
間は、加圧用コイルスプリング１８によって可動側入子
１０と可動側取付板１４に対し、両者が固定側入子１１
側へ移動する方向に圧力をかけておいた。これにより、
可動側入子１０と可動側取付板１４はレンズの収縮に伴
い微量だけ固定側入子１１側に移動した。

【００３３】可動側入子１０と固定側入子１１の温度が
樹脂のガラス転移点（ポリカーボネート樹脂では約 153
℃）より低く（ 130℃）なった時点（ステップ 150）で
冷却を終了し（ステップ 155）、成形品（レンズ）を金
型３０から取り出して所望のレンズを得た（ステップ 1
60）。なお、冷却中は、実施例１と同様、金型３０の温
度の低下に合わせて、加圧用コイルスプリング１８によ
って樹脂に加える圧力を、樹脂の完全充填時における 3
3kgf/cm²（ 3.2×10⁶Pa ）から成形品取り出し時の 25k
gf/cm²（ 2.5×10⁶Pa ）まで徐々に減少するように制御
した。

【００３４】

【発明の効果】以上のように、本発明（第１〜５発明）
によれば、外観が良好のレンズを低コストで製造するこ
とができる。本発明は、特に、中心厚に比べて縁（周辺
部）厚が大きい形状を有するレンズや、レンズ外径が比
較的大きく中心厚の薄い凹レンズを製造する際に有効で
ある。

【００３５】また、第５発明では、樹脂の射出時の金型
（キャビティ）の温度をこの樹脂のガラス転移点より20
℃以上高い温度に設定したので、樹脂が硬化する際に生
じる内部歪の発生を抑えることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、実施例におけるレンズ製造の１サイクル中
の金型温度、樹脂への付加圧力および金型内における可
動側入子の位置の推移を示す図である。

【図２】は、実施例で製造したプラスチックレンズの概
略側面図である。

【図３】は、実施例で用いた金型の構成を示す概略断面
図である。

【図４】は、キャビティ内の樹脂の流動状態を示す概略
図であり、図４（ａ）は従来の状態、図４（ｂ）は本発
明の状態を示す。

【図５】は、ＣＡＥで求めたキャビティ内の樹脂の流動
過程を示す概略図であり、図５（ａ）は従来の状態、図
５（ｂ）は本発明の状態を示す。

【図６】は、実施例におけるレンズ製造の過程を説明す
るためのフローチャート図である。

【主要部分の符号の説明】

１金型温度の推移曲線２樹脂に加わる圧力の推移曲線３可動側入子の位置の推移曲線４キャビティ５ゲート６ランナー７スプルー８カートリッジヒータ９冷却媒体用流路１０可動側入子１１固定側入子１２可動側型板１３固定側型板１４可動側取付板１５固定側受板１６スプルーブシュ１７ロケートリング１８加圧用コイルスプリング１９冷却用ジョイント２０ゲート２１レンズ（キャビティ）中心部２２未充填部（空洞）２３ウェルドライン２４流動先端２５流動先端２６有限要素モデル３０金型

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２９Ｌ 11:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶融した熱可塑性樹脂を金型に形成され
たキャビティに射出し、該樹脂をキャビティ内で固化さ
せることで所望のレンズを得るプラスチックレンズの製
造方法において、（イ）前記樹脂を射出する際の前記金
型またはキャビティの温度を該樹脂の流動開始温度より
高い温度に設定しておく過程、および（ロ）前記樹脂の
射出開始時点での前記キャビティの容積を所望のレンズ
に対応する容積よりも広くしておき、該キャビティに射
出された樹脂がキャビティ内の最も狭い空間を通過した
後に、該キャビティの容積を所望のレンズに対応する容
積まで減少させて樹脂をキャビティに完全充填して固化
させる過程、とを有することを特徴とするプラスチック
レンズの製造方法。
【請求項２】請求項１記載のプラスチックレンズの製
造方法において、前記過程（ロ）の代わりに、（ハ）樹脂の射出開始時点
での前記キャビティの容積を所望のレンズに対応する容
積よりも広くしておき、該キャビティに射出された樹脂
の量が所定量となった後に、該キャビティの容積を所望
のレンズに対応する容積まで減少させ、これにより樹脂
をキャビティに完全充填させて固化させる過程、を有す
ることを特徴とするプラスチックレンズの製造方法。
【請求項３】前記樹脂の所定量は、該樹脂の射出開始
時点で設定されたキャビティに該所定量の樹脂を射出
し、キャビティ容積を一定にしたまま該樹脂を固化させ
た際に、固化した樹脂が少なくとも所望のレンズの中心
部まで達している量であることを特徴とする請求項２記
載のプラスチックレンズの製造方法。
【請求項４】前記樹脂の射出開始時点におけるキャビ
ティ容積は、射出された樹脂がキャビティ内の最も狭い
空間を外部から力を加えることなく通過できる広さに基
づいて設定されることを特徴とする請求項１または２記
載のプラスチックレンズの製造方法。
【請求項５】前記樹脂の射出開始時点における金型ま
たはキャビティの温度が、該樹脂のガラス転移点に20℃
以上加えた値であることを特徴とする請求項１または２
記載のプラスチックレンズの製造方法。