JPS5993327A - プラスチツクレンズ注形型 - 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
眼鏡レンズ又は光学レンズを成形するだめのプラスチッ
クレンズ成形用型に関する。

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
かつ軽量であシ、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、ファショ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シ、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だ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Ｉ／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
クリレート類など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か、又は眼境レンズ
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」−型Ａ及び下型Ｂを、各型に設けた光学仕上面
Ｃ及び９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、その他重合開始剤等
のプラスチック原料をキャビティＥ内に充填し、バネク
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レルカスケット
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
する光学仕手面Ｃ及び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、原料を充填した注形型をそ
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１−少くし均一に重合させるた
め、硬化には少くとも数時間、通常は一昼夜程度以上要
する場合が多い。

最後に組立てられた注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シガラス
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
ているようでなげればならない。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型の断面形状のワンピースの環状
ガスケットであって、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だスロ
ワ）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（Ｃ：Ｒ
−３９（商品名）では約１３％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後の形
状に一致してスロット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によってで
き上ったプラスチックレンズＬは、第３図に示すように
、上下の光学仕上面り、とＬ２の光軸０１と０２が一致
しなくなると共（＝、レンズの肉厚も１、）１２となっ
て左右対称に均一なものとはならない。

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だ上下曲
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
範囲内で実用土支障のないプラスチックレンズの成形は
できるが、カメラやグロジエ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
底望めないという欠点があった。

従って、この発明の目的は、プラスチックレンズ注形型
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注形型を提供するこ
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へこれ
に嵌合する内枠保持ガスケット、及びこれに結合する内
枠ガスケットの三重構造とし、外枠ガスケットでもって
」二重の型を同軸に保持する機能を分担させる一方、環
状ガスケットを内枠保持ガスケット及び内枠ガスケット
の７体にすることによりプラスチック原料の硬化過程で
起る固有の収縮に十分適応することができるようにしだ
ものである。

以下、この発明の詳細を実施例に基づいて説明する。こ
の発明によるプラスチックレンズ注形型を示す第５図に
おいて、当該注形型は、通常ガラスで作られかつレンズ
例えばメニスカス形凹レンズの光学仕」二面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３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６．７及び８によって図示のよ
うに一定距離離して支持されている。

当該注形型に使用された環状ガスケットは、形状の異な
る二種類のガスケット部材６と７とを結合した二重構造
の内枠ガスケットに、さらに外枠ガスケット８を結合し
た三重構造となっている。

外枠ガスケット８は、上下のガラス型に嵌合してこれら
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保持ガスケット７か内側から嵌合
する嵌合部９が環状に形成されている。内枠保持ガスケ
ット７は、図示のように、半径方向内側に向いたほぼＴ
型断面形状を有し、外枠ガスケットの嵌合部９に内側か
ら嵌合して外枠ガスケットの円筒体内周面を−回りする
リングとなっている。内枠ガスケット６は、図示のよう
に、外向きに開放した半径方向に凹状の断面形状を有し
、内枠保持ガスケット７に結合されている。

内枠ガスケット６と内枠保持ガスケット７とが結合した
二重構造の内枠ガスケットを外枠ガスケット８の嵌合部
９にはめ込むことによシ一体の環状ガスケットが構成さ
れる。

外枠のガスケット８は適当な剛性材料、例えばステンレ
ス材、アルミ材、スチール材等で作うレ、内枠保持ガス
ケット７及び内枠ガスケット６は適当な弾性材料、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
酸ビニル共重合体の組成物をそれぞれ単独で或は組合わ
せて作られている。

当該プラスチックレンズ注形型の組立て方を説明すると
、第６図において、先ず弾性材料で作られている内枠ガ
スケット６及び内枠保持ガスケット７を互いにその弾性
を利用してはめ合わせ、両者を結合する。次にこの内枠
ガスケット６と内枠保持ガスケット７の一体に結合した
ものを、剛性材で作られている外枠ガスケット８の嵌合
部９にやはり弾性を利用してはめ込む。こうして外枠ガ
スケット８と内枠保持ガスケット７及び内枠ガスケット
６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る。このようにしてはめ合わさ
れた内枠ガスケットの上面６ａリプラスチックレンズ注
形型は組立てられる。組立てられた注形型は上下のガラ
ス型３及び４を挾持するバネクランプ１０等にょシ定位
置に保持される。

組立てられた注形型にあっては、第５図に示すように、
内枠ガスケットの内壁面１１が上型及び下型の光学仕上
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
。密閉したキャビティ５には、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（商品名ＣＲ−３９）やメタクリル酸メチル）と
重合開始剤（例えば過酸化ベンゾイルやジイソプロピル
パーオキシジカーボネイトなど）の混合液体を注射器等
によシ注入し、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８図）が形成される。

組立てられた注形型に七ツマー等のプラスチック原料と
重合開始剤との混合液体の注入の仕方は、第７図に示す
様に、上型３と外枠ガスケット８及び内枠ガスケット６
との隙間よシ注射器１２等をさし込み注入すればよい。

この発明による環状ガスケットの作用をメニスカス形凹
レンズの成形を例として説明すると次の通りである。

この発明による環状ガスケットは、内枠ガスケットと内
枠保持ガスケットとが結合した一体の環状ガスケットに
より、モノマー等のプラスチック原料の重合過程におけ
るレンズの硬化収縮に対し大きな応答性を有し、従って
重合完了後のレンズの内部応力を減少することができ、
また外枠ガスケットによシ重合硬化の完了時点でのレン
ズの変形を防ぐことができ、かくて高品質、高性能のプ
ラスチックレンズを得ることが解った。

先ず外枠ガスケット８は、重合過程中、その剛性の円筒
体でもって上型３及び下型４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の光軸を合わせる機能を
有し、また上型、下型及び内枠ガスケット６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６は、上型及び下型の
両平坦面３ａ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、それ自体の肉厚が数Ｗ＋１（望しくは０．５〜
ｌ　、Ｑ　ｒｕｍ　）であるので、それ単体ではクラン
プ１０等によシ加えられる圧力で座屈してしまう程のか
なり高い柔軟性を有し、この高い柔軟性によりレンズの
硬化収縮に対する充分な適応性、特にプラスチックレン
ズ注形型が加熱されてプラスチック原料の収縮が起るに
つれて、ガスケット壁の内側両対応面１１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。

内枠保持ガスケット７は、プラスチックレンズ注形型の
組立ての際には上記の高い柔軟性の内枠ガスケット６の
座屈を防いで、所要容量のキャビティ空間を確保すると
共に、重合過程の際にはその弾性を呈してプラスチック
原料の硬化収縮、主にレンズ厚方向の収縮に追従する機
能を有している。

プラスチック原料の重合過程における熱により内枠ガス
ケット６及び内枠保持ガスケット７が軟化するにつれて
、クランプ１０から加えられる圧力によって、内枠ガス
ケット６及び内枠保持ガスケット７は、第８図に示すよ
うに、プラスチック原料の収縮後の形状に一致してレン
ズ厚の方向に収縮する−と“同時に、内枠ガスケット６
は、プラスチック原料の半径方向の内側収縮に追従しな
がら内枠保持ガスケット７から半径方向に分離するよう
に変形し、ガスケット壁の内側両対向面１１が相互に近
づき収縮する。この間、上下のガラス型３及び４は、剛
性の外枠ガスケット８にょシ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８の円筒体内周面
に沼って同軸に接近する。

従って、このようなプラスチック原料の収縮に一致する
ガスケット壁ＩＪの追従接近運動及び上下ガラス型のレ
ンズ肉厚方向への運動のために、重合完了後のレンズ内
部応力は最小になシ、ガスケット壁の早期分離を避ける
ことができる。まだ外枠ガスケット８により上下ガラス
型３及び４は同軸に押えられているので、プラスチック
原料の重合過程における不均一な収縮の変形による光軸
のずれもなくなるし、レンズ肉厚も左右対称な均一なも
のとなる。

この発明は、メニスカス形凹レンズを例にとって説明し
たが、これに限らず他の種類のレンズ、例えば平凹レン
ズ、両凹レンズ、平凸レンズ、両凸レンズ、メニスカス
形凸レンズ等も成形することができる。

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
に内側から嵌合し弾性材からなる内枠保持ガスケットと
、該内枠保持ガスケツ！・に結合する弾性材からなる内
枠ガスケットとの三重構造からなる環状ガスケットを備
えたので、高精度が要求される光学機器用レンズとして
充分使用できる高精度のプラスチックレンズを得るこト
カできる。特に環状ガスケットを内枠保持ガスケットと
内枠ガスケットの７体にすることにより、レンズの硬化
過程で起こる固有の収縮に十分適応することができ、従
ってレンズの内部応力を最小にしかつガスケット壁の早
期分離を避ける効果もある。

まだ上記の効果により、従来のガスケットを使用した注
荊型よシも、プラスチックレンズの成形に関し明らかに
歩留シの向上と品質の改善をするという効果が得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のプラスチックレンズ注形型を示す断面図
、第２図は第１図に示す注形型のガスケット変形を示す
断面図、第３図は第１図に示すｊｌＥｌ梨形より得られ
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注形型
を示す断面図、第６図は第５図に示す注形型の分解図、
第７図は組立てられた注形型にプラスチック原料を注入
する方法を示す断面図、第８図は第５図に示す注形型の
ガスケット変形とレンズの硬化収縮を示す断面図である
。 ］及び２・・・光学仕上面、３・・・上型、４・・・下
型、　　　　　　　５・・・キャビティ、６・・・内枠
ガスケット、　　７・・・内枠保持ガスケット、８・・
・外枠ガスケット、　　９・・・嵌合部。 代理人　　弁理士　　渡辺昭二 草、５図 毛４　凹 蒸７凹

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、上記プラスチックレンズ
   の他方のレンズ面を成形するだ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だめの環状
   ガスケットとからなるプラスチックレンズ注形型におい
   て、前記環状ガスケットが、剛性材からなシかつ上型及
   び下型と嵌合する外枠ガスケットと、該外枠ガスケット
   に内側から嵌合しかつ弾性材からなる内枠保持ガスケッ
   トと、該内枠保持ガスケットに結合する弾性材からなる
   内枠ガスケットとからなることを特徴とするプラスチッ
   クレンズ注形型。 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保持ガスケットの
   嵌合する嵌合部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注形型。 ３　前記内枠保持ガスケットが、外枠ガスケットに設け
   た嵌合部にはまり込む半径方向内側に向いたほぼ下型断
   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
   スチックレンズ注形型。 ４、前記内枠ガスケットが、前記内枠保持ガスケットに
   はまシ込む外向きに開放した半径方向に凹状の断面形状
   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
   クレンズ注形型。