JPS58187316A - 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７クレンズ例えばプラスチックの
眼鏡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鏡
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、ファン目ンメガネとしてプラ
スチック性眼棟１（３レンズが流行しており、これもプ
ラスチックレノズハ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
がら径の大き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１′Ｆ易で：まなく、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用に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が、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５６−２７３２７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Ｂを、各型に設けた光学仕上面
Ｃ及びＤ間にキャビティ（空所）Ｅを形成するように、
ガスケット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、バネフラ
ンジ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
の柔軟性材料がらなり、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−ヒ面Ｃ１Ｄはレンズに必要なカーブを有し、
七ツマー等のニア′ラスナック原料は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、原料を充填した成形型をそ
のままｊＪＯ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、レンズの歪を少くし均一に重合させ
るため、硬化には少くとも数時間、通常は一昼１に程度
以−ヒ要する場合が多い。最後に組＼しこられた成形型
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き才することが多く、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、重合反応の
際プラスチック原料の容積収縮が起こった時、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、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
にはさまれたほぼＴ形の断面形状を有し、容積収縮に対
応できるように中央部に外周部から脚部へかけて半径方
向内側に向いたスロット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（ＯＲ−３９（商品名）では約１６憾の収縮率
）に応じて接近運動する。そこで、ガスケットＧは、フ
ランジＦに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トＳの介在の下に内側に落込む
が、通常、収縮は型の内部で均一に起らず不均一に収縮
するため、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（こ
よってでき上ったプラスチックレンズＬは、第６図に示
すように、上下の光学仕上面Ｌ□とＬ２の光軸０１と０
２が一致しなくなると共に、レンズの肉厚もｔｌ〉ｔ２
となって左右対称に均一なものとはならない。

促−って、従来のカスケラ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一ヒ
下曲面の光軸に多少のずれがあっても（眼で容易（Ｃ調
節できる範囲内で）実用上支障のな〜・プラスチックレ
ンズの成形はできるが、カメラ−！プロジェクタ等の光
学機器に使用されるような高情度のプラスチックレンズ
を得ることは到底望めない−１ 従って、この発明の目的は、プラスチックレンメＪ戊形
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、レンズ外周を規定する環状ガスケットの内
径部にレンズ取出し時にアンダーカットする突起又は溝
を設けると共に、該ガスケットの外周部と嵌合する剛性
の外枠を設けることにより、レンズの硬化収縮に対する
大きな応答性を得ると共に、特にガスケット壁の早期分
離を避けることができ、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施例について説明する。この
発明の第１実施例によるプラスチックレンズ注型成形用
金型を示す第５図において、当該金型は、通常、ガラス
で作られかつレンズ例えば両凸レンズの光学仕上面１及
び２が形成された１対の上型３及び下型４を備え、上下
のガラス型ろ及び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乙によって図示のよう（（
支持されている。

環状ガスケット６は、上下のガラス型３．４と内匝で嵌
合してこれらを環状に取巻く外周部６ａと、外周部から
半径方向に内方に張出してレンズ外周を規定する内径部
であって、嵌合したガラス型の各平坦面６α及び４αの
着座するシート面７、及びキャビティ５内の注型材料と
接触し成形直後のレンズ外周を規定するガスケット内周
壁８を形成した内径部６ｂとからなり（第６図（イ）参
照）、内径部６ｂには内周壁８からさらに半径方向に内
すに張出して後記するようにレンズ取出し時にアンダー
カットする突起９が設けられ、突起９は内周壁８に旧っ
て−回りした環状となっており、突起９と内周壁８間の
接続壁には上下面にみぞ９αが列設さオｔている。、環
状ガスケット６は、ガスケット内周壁８が半径方向に弾
性変形可能なように（第７図参照）、外周部６ａの肉厚
を他の部分よｔ）（、薄（しである。また環状ガスケッ
ト６は、円筒体のリング形状を有する外枠１０と、ガス
ケット外周部６αがその外径で外枠円筒体内に例えば滑
合程度のはめ合いにして、嵌合している。

環状ガスケット６は、適当な弾性材料１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、外枠１０は、適当な剛性材料
、例えばステンレス材、アルミ材、スチール材等で作ら
れている。

外枠１０とガスケット乙の両者は接着剤等の結合手段を
用いることなく単なるはめ合わせによって結合される。

ガスケット乙の外周部内径に対し上下のガラス型ろ、４
をはめ合せ、各型の各平坦面６ａ、４ａをガスケットの
シート面７に着座することで注型成形用金型が組立てら
れる。組立てられた注型成形用金型は上下のガラス型を
挾持するバネクランプ１１等によって定位置に保持され
る。

組立てられた金型内にあっては、ガスケット内周壁８及
び突起９の各表面と光学仕上面１及び２とが共働して密
閉したキャビティ５を形成する５、密閉されたキャビテ
ィ５にモノマー等のプラスチック原料（例えばジエチレ
ングリコールビスアリルカーボネイト）と重合開始剤の
混合液体を注射器等で注入し、重合過程でこのプラスチ
ック原料を硬化するとプラスチックレンズＬ（第６図（
イ））が形成される。この成形直後のレンズＬを成形用
金型から取り出すと、第６図（イ）に示すように、ガス
ケット６がレンズＬの外周に埋込み接合した状態で取り
出される。そこで、このガスケット６と結合しｔこ状態
で取り出されたレンズＬに対し、切断？Ｕ　Ｇ　−ＣＫ
　ｆ’ｒ３つて突起９を含めレンズ外周部をアンダーカ
ットし、後処理としてレンズ外周部を研Ｉ’ｉ１３等で
仕上げ、第６図（ロ）に示すように正規のレンズ縁を形
成する。

第５図に示したプラスチックレンズ成形用金型の作用を
説明すると、環状ガスケット６は、上型及び下型の両平
阻面３α、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
、その内径部に設けた突起９がキャビティ内でプラスチ
ック原料の硬化収（イｈの際にプラスチック原料と強く
結合する。この突起９とプラスチック原料の強い結合の
ため、ガスケット壁の早期分離を避けながらプラスチッ
ク原料の硬化収縮に対して大きな応答性が得られ、レン
ズの硬化収縮に対して充分な適応性、特に成形用金型が
加熱されプラスチック原料の収縮が起こるにつれ、ガス
ケット内周壁８が相互に近づくという適応性を得る。外
枠１０は、環状ガスケット６と共働してプラスチック原
料が流出するのを防止する機能を有すると共に、その剛
性の円筒体でもって、ガスケット外周ｓ６αを弁し、上
型及び下型な同時にかつ同軸に支承することにより両レ
ンズ面１及び２の光軸を合わせる機能を有する。

第７図において、プラスチック原料の重合過程における
熱でガスケット材が軟化するにつれ、クランプ１１で加
えられる圧力によってガスクツトロは、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（Ｂ方向）
に収縮し、またカスゲット６は剛性の外枠１０によって
外側への変形が押えられているため、レンズ厚方向とは
概ね直角方向（Ａ方向）の内側収縮に追従して、外周部
６ａの一部が外枠１０から分離しながらガスケット内周
壁８０両対向面が相互に近づく変形をする。

この変形の間、突起９は終始プラスチック原料内（こ没
入し、みぞ９α内にプラスチック原料を捕捉１−−Ｃ、
プラスチック原料がガスケット内周壁８かも分離するの
を防止する。また、上下のガラス型３及び４は、ガスケ
ットの外周部６αを介し剛性の外枠１０により同軸に押
えられているので、何再ずれろことなく同軸に接近する
。

従って、注型材料の収縮に一致して、ガスケット内周壁
８が終始プラスチック原料と接触を保ちながらＡ、８両
方向に変形し、レンズ仕上面１及び２がレンズの全曲面
にわたりレンズ厚の方向（Ｂ方向）に均一に運動するの
で、レンズはその全曲面にわたりレンズ厚方向に均一に
硬化収縮し。

重合完了後のレンズの内部応力は最小に押えられろ、ま
ｔこ剛性の外枠１０により上型及び下型が同軸に支承さ
れるので、レンズの硬化収縮時の変形Ｑこよる光軸のず
れもなくまたレンズ肉厚も左右対称に均一なものとなる
。特に、ガスケットの内径部に設けた突起９がガスケッ
ト内周壁の近傍でプラスチック原料と強く結合すること
により、ガスケット内周壁から分離し勝ちなプラスチッ
ク原料の流れを抑制して内部歪の発生を防止し、また突
起９がレンズ外周部でレンズ内に没入してレンズと結合
することにより、重合硬化の完了時点でのレンズの変形
をも防止する。

第８ないし１０図は、この発明の第２実施例を示すもの
で、第２実施例は、環状ガスクツトロの内径部６ｂに、
突起の代りに、キャビティ５に連通ずる断面Ｔ状の溝１
９を環状に設けた点を除いて、第１実施例と同様であっ
て同一の部材に同一の符号を付して示している。第２実
施例の場合、ガスケット６は溝１９の設置のためその径
方向の肉厚が第１実施例に比し薄くなっている。第２実
施例の構造、材質及び作用は第１実施例と全く同様であ
り、第２実施例においても、硬化成形後のレンズＬを注
型成形用金型から取り出すと、ガスケット６がレンズＬ
の外周部に接合した状態で取り出され、切断線ＣＣＫ＆
つて溝１９を含めレンズ外周部をアンダーカットし、後
処理で外周部を正規のレンズ縁に仕上げる。また重合過
程でガスケットの溝１９はプラスチック原料を捕捉して
プラスチック原料と強く結合する。

第１１及び１２図はこの発明の第３実施例を示すもので
、第６実施例は、環状ガスケットを、上型６を支持する
上側ガスケット２０と下型４を支持する下側ガスケット
２１０２つ割りに構成した点を除いて、第２実施例と概
ね同様であって同一の部材に同一の符号を付して示して
いる。

第３実施例の場合、上側ガスケット２０及び下側ガスケ
ット２１は、図示のように、平坦な各接合面２０ａ及び
２１αを接触させ、ボルト２２等によってクランプ力の
加わるスラスト方向で一体に接続され、接続したガスケ
ットは、第２実施例と同様にガスケット内径部６ｈにキ
ャビティ５に連１市する断面Ｔ状の溝１９が形成される
。なお、上側力スケット２０と下側ガスケット２１から
なるカスゲットは、その弾性を高めるために、ボルト２
２の直通ずるガスゲット外周部６αに溝１９に隣接する
がただし絶縁したリング状の空所２６を備えており、接
続した外周部６ａが外枠１０と嵌合している。上側ガス
ケット２０と下側ガスケット２１の接続個所は、第１１
図（ロ）では６ケ所となっているが、２ケ所以上であれ
ば何ケ所でもよい。

他の構造、材質及び作用は第１及び２実施例と全く同様
であるが、第３実施例の場合、硬化成形されたレンズを
注型成形用金型から取り出す時、ボルト２２をゆるめて
上側ガスケット２０と下側ガスケット２１とを分離する
ため、第１２図に示すように、硬化成形後のプラスチッ
クレンズＬをガスケットから分離して取り出すことがで
き、レンズＬはその縁部にプラスチック突起が形成され
た状態で取り出される。従って、上側及び下側の両ガス
ケットを何度でも使用することが可能であると共に、レ
ンズの縁仕上げの際の作業性も向上する。

以上説明したように、この発明は、弾性材からなる環状
ガスケットの内径部にレンズ取出し時にアンダーカット
する突起又は溝を設け、該ガスケットの外周部が剛性材
からなる外枠と嵌合してなるプラスチックレンズ成形用
金型により、歪の少ないそして光軸のずれやレンズ肉厚
にバラツキのない、光学機器用レンズとしても十分使用
することのできる高精度のプラスチックレンズを成形す
るの ことができろ。またプラスチックレンズ希成形に関し歩
留りの向上と品質の改善に寄与することができろ。

【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１図、第２図は第１図に示す金型のガスク゛ット変形
を示す断面図、第３図は第１図に示す金１凱（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図はこの発明の第１実施例のプラスチックレ
ンズ成形用金型を示す断面図、第６図（イ）は成形後取
り出されたＦｉｌ＆のプラスチックレンズを示す部分断
面図、第６：＜＋ｆ口）は縁仕上げしたプラスチックレ
ンズを示す部分断面図、第７図は第５図に示す金型の作
用を示す断面り凶、第８（図はこの発明の第２実施例の
プラスチックレンズ成形用金型を示す断面図、第９図（
イ）は成形後取り出された直後のプラスチックレンズを
示す部分断面図、第９図（ロ）は縁仕上げしたプラスチ
ックレンズを示す部分断面図、第１０図は第８図に示す
金型の作用を示す断面図、第１１図（イ）はこの発明の
第３実施例のプラスチックレンズ成形用金型を示す断面
図、第１１図（ロ）は同部分平面図、第１２図は第１１
図に示す金型の環状ガスケットをレンズ成形後分解した
状態を示す分解図である。 １及び２・・・レンズ面、　６・・・上型、４・・・下
型、　　　　　　　訃・・キャビティ、６・・・環状ガ
スケット、　６α・・・ガスケット外周部、６ｂ・・・
ガスケット内径部、　８・・・ガスケット内周壁。 ９・・・突起、　　　　　　　１０・・・外枠、１９・
・・溝　　　　　　　　２０・・・上側ガスケｙ）、２
１・・・下側ガスケット。 代理人　弁理士　渡　辺　昭　ニ ー（ 纂７２ 罠２図 策５ｔ２Ｉ 、イ）　　　第・６　閏　　　（ロ） 毛７図 底ａ閏 泉ｆＯ図 尾／２　Ｕ！Ｊ 手続補正書 昭和５８年　１月１８日 特許庁長亡　若杉和夫殿 １、４Ｎ′ｌの表示 昭和５７　；ｌ　　特　許願第７０４２６号３　補止を
する者 小件との関係　特許出願人 氏　Ｇ貿ｉ、ｆ６・）　　（０：３７）　　オリンパス
光学工業株式会社代表者　　北村茂男 ４、　代　　理　　人　　〒２２７　電話　０４５−９
７１−１３７０住　所　ｆ・Ｐ殖用県横浜市緑区市ケ尾
町１１６５番地の２０氏　名　（６７０８）　　弁理士
　渡　辺　昭　二明＾１１１書の発明の詳細な説明の欄
及び図面補正の山谷 （１）明細書第４負第７行１−少くし」とあるを１・長
なくシ」　と訂正。 （２）明細書第１貞下・１行］−内径部一（あって」と
あるを１内径部６ｂからＩｊｋる。内径部６ｂは」と１
１］止。 （３）明利１書第８頁第８行「ＩＪνした内径部６ｂと
からなり」とあるをＵ成されている。ｊと訂１ｌ−１（
４）明細書第１１貞下から５行目［饋ね」とあ４を「お
おむね」と訂正。 （５）第５図を朱書の如く訂正。 訂正個所：符号・１ａを加入

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
   ケットとを備えたプラスチックレンズ成形用金型におい
   て、弾性材からなる環状ガスケットの内径部にレンズ取
   出し時にアンダーカットする突起を設け、該ガスケット
   の外周部が剛性材からなる外枠と嵌合したことを特徴と
   するプラスチックレンズ成形用金型。 ２、前記突起の代りに、キャビティに連通ずる溝を環状
   ガスケットの内径部に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。 ３、前記環状ガスケットを、上型を支持する上側ガスケ
   ットと下型な支持する下側ガスケットの２つ割りに構成
   した特許請求の範囲第２項に記載のノ″ラスチックレン
   ズ成形用金型。