JPS58166024A - プラスチツクレンズ成形用金型 - 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】 この発明は、プラスチックレンズ例えばプラスチックの
眼碗レンズ又は光学レンズを成形するためのプラスチッ
クレンズ成形用金型に関する。

近年、プラスチックからなる光学機器用レンズ或は眼鋺
レンズが注目を集めている。その理由として、プラスチ
ックレンズは、極めて優れた耐衝撃性及び透明性を有し
かつ軽量であり、その他光学的特性も良好であること等
が挙げられる。また近年、ファンｌンメガネとしてプラ
スチック性眼鏡用レンズが流行しており、これもプラス
チックレンズの使用機会の増加に拍′車をかけている。

これは、ガラスレンズでは十分な破壊強度をもたせなが
ら径の大赦なものを製造しようとすれば、得られたレン
ズが非常に高価なものとなりまた重量　゛も増えて適当
でないからといえる。また、サングラスの様に流行性を
もたせるため着色されたレンズの需要が増大しているが
、ガラスレンズの着色は容易ではなく、その点プラスチ
ックレンズは比較的簡単に着色することができる。この
様なプラスチックレンズは、ポリカーボネイトやポリメ
タアクリレート等の光学ｍ′ニ適した熱可塑性樹脂を射
出酸形成は圧縮成形により製造されるか、又は眼鏡レン
ズの様に注型成形によって製造されている。

通常行われているプラスチックレンズの注型成形を紹介
すると、例えば特開昭５６−２７５２７号にも記載され
ているが、第１図に示すように、通常ガラスで作られた
１対の上型Ａ及び下型Ｂｌ、各型に設けた光学仕上面Ｃ
及び０間にキャビティ（空所）Ｅを形成するように、ガ
スケツ）Ｇで保持し、モノマー、その他重合触媒等のプ
ラスチック原料をキャビティＥ内に充填し、７ｅネクラ
ンプＦ等により上型Ａ及び下型Ｂを挾持し、加熱等によ
りプラスチック原料を重合硬化させてプラスチックレン
ズを成形する。この注型成形に用いられるガスケットＧ
は、ゴム、エラストマー、又は比較的軟質の合成樹脂等
の柔軟性材料からなり、通常はガラスである上型及び下
型Ａ、Ｂと組合せて使用され、２個のガラス型の対向す
る光学仕上面Ｃ，Ｄはレンズに必要なカーブを有し、モ
ノマー等のプラスチック原料は２個のガラス型の間に形
成されたキャビティＥ内に充填され、空気が入らぬよう
密閉される。そして、原料を充填したモールドをそのま
ま加熱炉等に入れてプラスチック原料を重合硬化させる
。この際、レンズの歪を少く［７均一に重合させるため
、硬化には少くとも数時間、通常は一昼夜程度以上要す
る場合が多い。最後に組立てられたモールビを分解し、
て中のレンズを取り出すが、この時分解し易いようにガ
スケットは切断されることが多く、ガスケットの再使用
は行われない。ガラス型は次の注型成形に再使用される
ことが多い。成形されたプラスチックレンズは急冷又は
衝撃等によりガラス型から離型され、その周縁が第４図
に示すように変形されたものとなるが、その中央部を点
線で示すようにトリミングして使用される。

この様なプラスチックレンズの注型成形における最大の
問題点はガスケットにある。ガスケットは１重合反応の
際プラスチック原料の容積収縮ｈ″−起こった時、上型
及び下型がレンズの厚さ方向に接近できるものでなけれ
ばならないし、またプラスチック原料がガスケット壁面
Ｗ（第１図）から早期に分離したりすると、レンズの歪
、クラック、その他の損傷を発生する恐れがあるため、
成形中プラスチック原料がガスケット壁面に適度に付着
しているようでなければならない。従来、プラスチック
レンズ注型成形用に用いられたガスケットＧは、前記し
た柔軟性材料からなるワンピースの環状ガスケットであ
って、第１図に示すように、脚部が半径方向内側に向い
て上下のガラス型にはさまれたはぼＴ形−の断面形状を
有し、容積収縮に対応できるよ５［中央部に外局部から
脚部へか、けて半径方向内側に向いたスロツ）Ｓが刻設
されている。プラスチック原料の重合硬化サイクル間の
熱によりガスケットＧが軟化すると、上下のガラス型Ａ
、Ｂはプラスチック原料の収縮（：）エチレングリコー
ルカーボネイト（商品名０Ｒ−５９）では約１５％の収
縮率）に応じて接近運動する。

そこで、ガスケットＧは、クランプＦＩＣより加えられ
る圧力の下に、プラスチック原料の収縮に追従し、てス
ロットＳの介在の下に内側に落込み、重合硬化が完了し
た時点では、第２図に示すように、上型Ａと下型Ｂとが
ずれた変形をしてしまう。このようにガスケットＧが変
形してしまうと、成形によってでき上ったプラスチック
レンズＬは、第５図に示すように、上下の光学仕上面Ｌ
１とＬ２の光軸０１と０２が一致しなくなると共に、レ
ンズの肉厚もｔ’＞ｔとなって左右対称に均一なものと
はならない。また、上型と下型のずれに伴いプラスチッ
ク原料がガスケット壁面から分離したりする。

従って、従来のガスケットを使用した注型成形では、眼
鏡用レンズの如く厚さに多少バラツキがありまた上下曲
面の光軸に多少のずれがあっても（眼で容易に調節でき
る範囲内で）実用上支障のないプラスチックレンズの成
形はできるが、カメラやプロジェクタ等の光学機器に使
用されるような高精度のプラスチックレンズを得ること
は到底望めない。

従って、この発明の目的は、プラスチックレンズ成形用
金型に用いられる環状ガスケットを改良し、光学機器に
も使用することのできる高精度のプラスチックレンズを
得られるようにしたプラスチックレンズ成形用金型を提
供することである。

この発明は、ガスケットの構造を外枠ガスケット及びこ
れに内接する内枠ガスケットの二重ｌＩＩ造とし、外枠
ガスケットでもって上下の型を同軸に保持する機能を分
担させる一方、内枠ガスケットにプラスチック原料の容
積収縮に追従して上下の型を接近せしめる機能を分担さ
せることにより、レンズの硬化収縮に対する大き“な応
答性を得ると共に、重合硬化の完了時点でのレンズの変
形をも防ぐようにしたもの、である。

以下、この発明の詳細を実権例について説明する。この
発明によるプラスチックレンズ注型成型用金型を示す第
５図において、当該金型は、通常ガラスで作られかつメ
ニスカス形凹レンズの光学仕上面１及び２が形成された
１対の上型ろ及び下型４を備え、上下のガラス型５及び
４は両型の間にキャビティ５を形成すべく後記する環状
ガスケット６及び７によって図示のように一定距離離し
て支持されている。

当該金型に使用された環状ガスケットは、形状及び材質
の異なる二種類のガスケット部材を結合した二重構造と
なっており、外枠のガスケット６は、上下のガラス型３
．４に嵌合してこれらを環状に取巻く円筒体のリング形
状を有し、該円筒体の内周面に後記する内枠ガスケット
７が内接するところのくぼんだ内接面８が環状に形成さ
れている。内枠のガスケット７は、図示のように、中空
の円管体の断面形状を有し、かつ内接面８に接して外枠
ガスケットの円筒体内周面を−回りしたリング形状を有
している。外枠のガスケット６は適当な剛性材料１例え
ばステンレス材等で作られ、内枠のガスケット７は適当
な弾性材料５例えば軟質ポリ塩化ビニルやポリオレフィ
ン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等の組成物で作られ
ている。

従って、内枠ガスケット７をその弾力を利して剛性の外
枠ガスケットの内接面８にはめ込めば、両者は接着剤等
の結合手段を使用することなく単なるはめ合わせによっ
て結合され、□内枠ガスケット７と外枠ガスケット６と
は内接面８で接し結合されて一体の環状ガスケットを形
成する。

このように結合した環状ガスケットの外枠ガスケント６
に下型４を嵌合して下型の平坦面４ａ上に内枠ガスケッ
ト７を載置し、上型３を外枠ガスケット６に嵌合して上
型の平坦面５ａを内枠ガスケット７上に載置し、バネク
ランプ９により上下のガラス型５．４を挾持すれば、内
枠ガスケット７の内周壁１０が光学仕上面１及び２と共
働して密閉したキャビティ５を形成する。密閉し２−た
キャビティ５にモノマー等のプラスチック原料（例えば
アリルジグリコールカーボネイト）を注入し、重合過程
でこのプラスチック原料を硬化さ”せるとプラスチック
レンズＬ（第６図）が形成される。

原料は粘液状又はシロップとして型内に注入されるが、
注入は型のフランジ前後の何れでもよい。

クランプ前では上型とガスケット間のすきまから注入す
るとよい。

重合過程中、外枠ガスケット６は、その剛性の円筒体で
もって上型及び下型を同時にかつ同軸に押えることによ
り両レンズ面１及び２の光軸な合わせる機能を有し、ま
た上型、下型及び内枠ガスケット７と共働してプラスチ
ック原料がキャビテイ外に流出するのを防止する機能を
有する。内枠ガスケット７は、上型及び下型の両平坦面
５ａ及び４ａ間にはさまれキャビティ５をシールしてプ
ラスチック原料の流出を防止する機能を有すると共に、
特に外枠ガスケット６に対し半径方向に変形して分離可
能であるので、レンズの硬化収縮に対する十分な適応性
、特にガスケットが加熱された際プラスチック原料の収
縮が起る・につれて、ガスケット内周壁１．０の両対向
面が相互に近づくという適応性を当該ガスケットに保有
せしめている。

即ち、内枠ガスケット７が外枠ガスケット６に内接して
いるので、重合過程における熱によりガスケット材が軟
化するにつれ、第６図に示すように、内枠ガスケット７
のみがプラスチック原料の収縮後の形状に一致し、てレ
ンズ厚の方向に収縮し、これに伴い内枠ガスケットの外
周壁の一部が内接面８の一部から変形分離し、また内枠
ガスケットの内周壁１００両対向面が相互に近づき、内
枠ガスケットは円形から概ね楕円形に変形する。この変
形の間、上下のガラス型５及び４は、剛性の外枠ガスケ
ット６により同軸に押えられているので、何等ずれるこ
となく外枠ガスケットの円筒体内面に治って同軸に接近
し、レンズＬは第６図に示すようにその全曲面にわたり
レンズ厚の方向に均一に硬化収縮する。

従って、注型材料の収縮に一致して内枠ガスケット７、
上型５及び下型４がレンズ面の全曲面にわたりレンズ厚
の方向に均一に運動するので、型内における注型材料の
ガスケット壁面からの早期分離を避けることができてレ
ンズの内部歪を最小に押え、また剛性の外枠ガスケット
６が上型５及び下型４を同軸に押えているので、レンズ
の硬化収縮による光軸のずれもなくまたレンズ肉厚も左
右対称に均一なものとなり、これにより光学機器にも使
用でとる高精度のプラスチックレンズを得ることができ
る。

第７図は、この発明の変形例を示すもので、同図におい
て、外枠ガスケット６と嵌合する上型ろ及び下型４の側
面に例えばテフロン系シートの如と摩擦減衰シート１２
を貼り付け、これによりプラスチック原料の収縮に対す
る上型及び下型の追従性がより増加する効果がある。

第８ないし１２図は第５図に示した内枠ガスケット７の
変形例を示すもので、変形した内枠ガスケットの形状と
これに内接する内接面の形状以外は第５図に示すガスケ
ツ）Ｉｌｌ造と同じであり、対応する部材には同一？符
号を付しである。第８図に示す内枠ガスケット７は中空
多角形の管体の断面形状、第９図に示す内枠ガスケット
７は中空四角形断面の一辺を半円形とした管体の断面形
状、第１０図に示す内枠ガスケット７は中空四角形断面
の一辺を多角形とした管体の断面形状、第１１図に示す
内枠ガスケット７は円形のソリッド体の断面形状、第１
２図に示す内枠ガスケット７は四角形断面の一辺を半円
形としたソリッド体の断面形状を有し、それぞれ、外枠
ガスケット６に対応して設けた内接面にはまり込んで結
合するリング形状・となりており、第５図に示す内枠ガ
スケットと同様の機能を呈する。

以上説明した様に、この発明は、剛性材からなり上型及
び下型に嵌合する外枠ガスケットと、該外枠ガスケット
に内接し弾性材からなる内枠ガスケットとの二重構造か
らなる環状ガスケットを備え、それぞれのガスケツ）ｌ
ｆｔ機能を分担させ、レンズの硬化収縮に対し十分な応
答性を得ると共に重合硬化の完了時点でのレンズの変形
を防止するので、光学機器用レンズとしても充分使用す
ることのできる高精度のプラスチックレンズを得ること
ができ、またプラスチックレンズの成形に関し歩留りの
向上と品質の改善に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のプラスチックレンズ成形用金型を示す断
面図、第２図は第１図に示す金型のガスケット変形を示
す断面図、第５図は第１図に示す金型により得られるプ
ラスチックレンズを例示する部分断面図、第４図は成形
後使用するレンズのトリミング部分を示す部分平面図、
第５図はこの発明によるプラスチックレンズ成形用金型
を示す断面図、第６図は第５図に示す金型のガスケット
変形とレンズの硬化収縮を示す断面図、第７図はこの発
明の変形例を示す部分断面図、第８図はこの発明の内枠
ガスケットの変形例を示す部分断面図、第９図はこの発
明の内枠ガスケットの変形例を示す部分断面図、第１０
図はこの発明の内枠ガスケットの変形例を示す部分断面
図、第１１図はこの発明の内枠ガスケットの変形例を示
す部分断面図、第１２図はこの発明の内枠ガスケットの
変形例を示す部分断面図である。 １及び２・・・光学仕上面、　　３・・・上型、４・・
・下型、　　　　　　　　５・・・キャビティ、６・・
・外枠ガスケット、　　　７・・・内枠ガスケット、８
・・・内接面。 代理人　弁理士　渡辺昭二 纂ｌ凶 罠２図 菓３区　　　　　　２４．ａ図 基５図 第、６　図 展７図 ９ 眞８図　　　孔ｑ（２１ 表／／図 、９ 泉７０図 尾！２図 手続補正書 昭和５７年９月７θ日 特許庁長官　若杉和夫殿 ｌ　事件の表示 昭和５７年　特　許願第４９１８５号 °３．　　補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　東京都渋谷区幡ケ谷２丁目４３番２号氏　名（
名称）　　（０３７）オリンパス光学工業株式会社４、
代　理　人　〒２２７　　電話　０４５−９７１−１３
７０住　所　神奈川県横浜市緑区市ケ尾町１１６幡地の
２０６　補正により増加する発明の数 補正の内容 （］）　　明細書第３頁第１９行「その他重合触媒等」
とあるを１その他重合開始剤等」と訂正。 （２）明細書第４頁第１６行「モールドを分解して」と
あるを１注型用成形型を分解して」と訂正。 （３）明細書第６負第４ないし第５行［ジエチレンリコ
ールカーボネイト」とあるを「ジエチレングリコールビ
スアリルカーボネイト」と訂正。 （４）明細書第６頁第１０行［完了し次時点では、第２
図」とあるを「完了した時点では、通常は内恕の不均一
な収縮により第２図」と訂正。 ＬＤ）　　明細書第７頁第１７行「型を接近せしめる」
とあるを「型及びガスケット壁の内側両対向面が≠近せ
しめる」と訂正。 ）　明細書第８負第１行「実施例について」とあるを１
実施例に基づいて」と訂正。 ）明細書第９頁第２０行「アリルジグリコールーポネイ
ト」とあるを１ジエチレングリコール゛スアリルカーボ
ネイト」と訂正。 ）明細書第８負第１ないし第６行［原料は粘液状又は・
・・・・・・・・・・・・・・注入するとよい。」とあ
るを１原料は粘液状又はシロップとして注射器等により
圧力を加えて型内に注入される。この場合注入は型とガ
スフット間のすきまからするとよい。」と訂正。 （９）明細書第１３頁第１７行「完了時点でのレンズの
変形を」とあるを１完了時点での不均一な収縮によるレ
ンズの変形を」と訂正。 以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　プラスチックレンズの一方のレンズ面を成形する
   ためのレンズ面形成用上型と、プラスチックレンズの他
   方のレンズ面を成形するためのレンズ面形成用下型と、
   上型及び下型間にキャビティを形成するための環状ガス
   ケットとからなるプラスチックレンズ成形用金型におい
   て、前記環状ガスケットが、剛性材からなりかつ上型及
   び下型に嵌合する外枠ガスケットと、該外枠ガスケット
   に内接して設けられかつ弾性材からなる内枠ガスケット
   との二重構造からなることを特徴とするプラスチックレ
   ンズ成形用金型。 ２、前記外枠ガスケットが、上型及び下型と嵌合する円
   筒体をなし、かつ該円筒体に前記内枠ガスケットの内接
   する内接面が形成されている特許請求の範囲第１項に記
   載のプラスチックレンズ成形用金型。 ３、前記内枠ガスケットが、外枠ガスケットに設けた内
   接面にはまり込む管体又はソリッド１体の断面形状を有
   している特許請求の範囲第１項に記載のプラスチックレ
   ンズ成形用金型。 ４、前記上型及び下型と外枠ガスケットとの嵌合面に摩
   擦減衰シートを設けた特許請求の範囲第１項に記載のプ
   ラスチックレンズ成形用金型。