JPS61144316A - プラスチツクレンズの製造方法 - 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】 〔発明の利眉分舒〕 本発明は、プラスチックレンズ、特に耐環境性に優れた
厚肉、大型のプラスチックレンズを高精度に成形する方
法に関する。

〔発明の背景〕

高精度を要求されるプラスチックレンズは、単なる射出
成形で製造することは困難である為、例えば特開昭５７
−９５４５０に記載されているように、射出圧縮成形装
置を用いて成形される。その方法は、比較的薄肉、小型
のレンズの成形には、非常に好ましい方法であるが、肉
厚、大型レンズの成形には、下記理白により必ずしも好
ましい方法ではない。即ち、厚肉１大型のレンズは、加
熱溶融状態でキャビティーに充填されたレンズを固化温
まで冷却するのに時間がかかる。一般に、肉厚の二乗に
比例して、冷却時間がかかる。また、射出圧縮成形装置
は、基本的には、射出成形機であり圧縮成形機に比して
設備費が高価である。従って、高価な設備を長時間専有
する前記方法による厚肉大型レンズはコストが高くなる
。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、前記した欠点をなくシ、厚肉、大型の
プラスチックレンズを安価に成形スる方法を提供するこ
とにある。ここに、厚肉、大型のプラスチックレンズと
は、概ね、最大厚み１０１ｍ以上、レンズ直径５０■以
上のレンズである。

〔発明の概要〕

本発明は、射出成形機に比して、圧縮成形機、のコスト
が安価であることに着目し、なされたもので、予しめ概
略レンズ形状に成形したレンズブランクの表皮層を加熱
溶融した後、圧縮成形することにより、レンズ面精度を
得る。そうすることにより圧縮成形工程が薄肉品の成形
、即ち冷却に要する時間だけですみ、生産性が向上し、
結果として安価にプラスチックレンズが製造できること
になる。

発明者らの検討によると、本発明を実施するに際してレ
ンズブランクに要求される形状精度は、きびしくない（
数■程度の誤差は許される）。

しかし、レンズブランクに内部歪や樹脂配向があると、
表皮層を加熱溶融する時、レンズ径方向の縮みが発生し
、圧縮成形して得られたプラスチックレンズの耐熱度が
低下することが判った。逆に、内部歪や樹脂配向のない
レンズブランクを使用して得られたプラスチックレンズ
は、耐熱性を主体とする耐環境特性を有することを。

見い出した。

具体的な方法としては、加熱溶融した流動収態にある熱
可塑性プラスチック塊を、低圧で圧縮成形することによ
り内部歪や樹脂配向のないレンズブランクが得られる。

レンズブランクの成形に際し、レンズブランク外皮部が
熱変形温度以下に低下しておれば必ずしも、レンズブラ
ンク全体が固化していなくても型から取出して良い。そ
うすることにより、形状精度は低下するが、内部歪が少
ないレンズブランクを生産性良く成形できる。

本発明は、かかる方法によって得られたレンズブランク
の表皮層を加熱溶融した後、圧縮成形してレンズを成形
するものである。

〔発明の実施例〕

以下、図面を用い実施例について詳述する。　　　　□
第１図は、本発明において用いるレンズブランクの成形
方法の原理を説明する為のレンズブランク成形型の断面
図である。第１図にお−いて、°　１は上型、２は下型
、３，４は、それぞれ上載、下型に設けられたレンズブ
ランク面賦形部であり、パーティング面６，６′が閉じ
られた時、上型のレンズブランク面賦形部は３′の位置
に来る。

５は、加熱溶融し流動化した熱可塑性プラスチックｊＪ
ｌ、７Ｇ１ガイドピン、８はガイドビン孔である。

以下、レンズブランク成形原理について説明する。先づ
後述する方法により加熱溶融し流動化した熱可塑性プラ
スチック塊を規定量下型２のレンズブランク面賦形部４
の中央部に投入する。その後、上型１と下型２をガイド
ピン７とガイドビン孔８を利用して圧縮機構（図示せず
）により押締する。そうすることにより、プラスチック
塊は、上型のレンズブランク面賦形部３′により押拡げ
られ、レンズブランク９を形成する０レンズブランク９
の表面層が固化するまで冷却したならば、上型１と下型
２をパーティング面６，６′で分割し、レンズブランク
９を取出す。レンズブランク９の取出しに際し、通常の
エジェクタピンで突出す方式では、レンズブランク９の
内部が固化していない場合、形状をつぶしたり、白化さ
せることがあるので下型２のレンズブランク面賦形部４
を突出棒１１を利用。

して面突出しするのが好ましい。

レンズブランク９の成形において、加圧力が。

高いと内部歪が発生し易く、加圧力が不足するとボイド
が発生したり、ヒケが発生したりする。

検討の結果、レンズブランク９にかかる圧力として、１
０〜０５Ｋｇ／ｃｄが適当である。

かくして形成されたレンズブランク９を次に表皮層を流
動化させるために、赤外線ヒータ、熱風炉等を用い予熱
する。その場合、レンズブランクに内部歪や樹脂配向が
あると第２図に示すような変形が発生する。第２図にお
いて、Ａは予熱前のレンズブランクの平面図及び側面図
、Ｂは予熱した後のレンズブランクの平面図及び側面図
を示す。

１２は、レンズブランクを射出成形法で成形する場合の
樹脂注入口（ゲート）、１３は、発生した内部歪である
。ゲート１２を切断した後、予熱すると内部歪が存在し
ていた部分に収縮１４が発生し、厚みがｔｌからｔ２に
増大する。

このように変形したレンズブランクでも圧縮成形により
レンズ面を賦形すると高精度のレンズが得られる。しか
し、そのレンズを耐熱試験すると収縮部１４に相当する
部分の面変形・面荒れが、他の部分より１０及至２０℃
低い温度で発生し、結果として耐熱性にとぼしいプラス
チックレンズになる。発明者らの解析によると、その原
因は、次の通りである。予熱により収縮、厚肉化したレ
ンズブランクは、レンズ面賦形の圧縮成形により所定の
形状に賦形されるが、その際、収縮前の状態に近い大き
さく径及び厚さ）になるまで流動する。その時煎断力が
かかり凍結応力として残留する。残留応力があれば耐熱
温度が低下する。

このような現象は、耐湿試験、耐薬品試験等でも現われ
る。

内部歪や樹脂配向のない本実施例のレンズブランクを用
いた場合、予熱によって収縮部の発。

生がなく耐熱性を主体とする耐環境特性が優れたプラス
チックレンズが得られる。

次に、加熱溶融流動化せしめた熱可塑性プラスチックの
投入方法について説明する。非粘着性を有し、かつ耐熱
性のある容器、例えばポリ４７ツ化エチレン製又は、シ
リコーンゴム製ビーカ内にプラスチックパウダ又はベレ
ットを入れ、加熱炉で溶融したプラスチックを落下させ
ても良いが、そうした場合、気泡の残留を完全に防°止
するのが困難である。ここで推奨する方法は、射出成形
、押出成形等で公知のインラインスクリ為一式の加熱筒
内で加熱溶融し、計量、投入する。その場合、ノズル径
はスクリユー径の半分位の大きさにするのが良い。ノズ
ル径が小さいとノズルから出てくるプラスチックがひも
状となり塊状にすることが困難で結果として空気を巻込
むことがある。逆にノズル径が大きすぎると、加熱筒内
でプラスチックがバックされず一体化されないまま空気
を、多く含んだま裏山てくる。空気を含んだままでは・
、透明なレンズが得られない。見かけ上透明になっても
微小気泡が残留すると散乱が多くレンズとして使用した
場合フントラストがありシャープな像を得。

ることができない。流動化したプラスチック塊。

投入の際、雰囲気を型温度程度に加湿、窒素等。

で不活性化しておく方が賦形性゛、劣化防止面で良い結
果が得られる。上記方法により、投写型テレビの投影レ
ンズ用のレンズ径１００１ａ１１厚さ。

２０＋ｓ＋の凸レンズ、中心厚さ３１ＩＩＩの凹レンズ
をＡＳＴＭ　　Ｄ６４８に規定された熱変形温度１００
℃のポリメチルメタクリレートを２１０℃に可熱溶融し
、！ＩＩ濃度９０℃、加圧力１麺ｆ／−で４分間加圧冷
却した圧縮成形した場合、８０℃の環境に長時間さらさ
れても光学性能の劣化が認められない。一方同じ材料を
シリンダ温度２１０℃、射出圧ｐｏｏ麺ｆ　／ａｌ　ｓ
冷却時Ｍ４分で射出成形した偏光による観察により二次
の干渉縞が認められるレンズブランクを眉いた場合、ゲ
ート部近傍は、７０℃以下で目視で認められる変形及び
面荒れを生じ、投影像のフレアが増大した。

レンズ材料としてポリメチルメタクリレートのほか１ポ
リスチレン・アクリロニトリル・ス。

チレン共重合物、ポリカーボネート等信の熱可塑性プラ
スチックを用いても同様の効果が得られることは言うま
でもない。

〔発明の効果〕

上述した如く、本発明によれば、耐環境特性が優れた厚
肉、大型レンズを低コストで成形できる。

従来のレンズブランクの使い方に比して、レンズの耐熱
温度が１０℃以上高いプラスチックレンズが得られ、プ
ラスチックレンズの使用範囲が格段に増大した。

【図面の簡単な説明】

ｊｌ！１１ｉＵは、本発明において用いるレンズブラン
クの成形用の型を示す断面図、 第２図は、従来方法によるレンズブランクの予熱による
変形を示す平面図及び側面図、である。 １・・・上型、 ２・・・下型、 ４・・・レンズブランク面賦形部、 ５・・・流動化したプラスチック塊、 １３・・・レンズブランク内の内部歪、１４、・・・収
縮部。 代理人弁理士　高　　橋　　明　　夫 第７図 手続補正書（自発） 昭和５９　　年特許願第　　２６６１２５号発明の名称
　　プラスチックレンズの製造方法補正をする者 事件との関係　　特　許　出願人 名　称　　ｒ５１０）株式会社　日　立　製　作　折代
　　理　　人 １・　明細書第２Ｎ第８行記載の「固化温」を「同化温
度」Ｋ補正する。 ２　明細書第９貞第６行記載の「型温度程度に加湿」を
「型温度程度に加温」ｋ補正する。　　　　方７５帛 ３、明細書第９頁第１４行記載の「加圧冷却した圧縮成
形した場合」を「加圧冷却したレンズブランクをタリン
オーブンで１５０℃で２０分間予熱し表皮層を流動化せ
しめた後圧縮成形した場合、成形されたレンズは」に補
正する。 ４、明細書第１０頁第３行記載の「ポリスチレンス ・アクリロニトリル」を「ポリ矛チレン、アクリロニト
リル」に補正する。 以上 −７へ−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）加熱溶融されて流動状態にある熱可塑性プラスチッ
   ク塊を低圧で概略レンズ形状に圧縮成形してレンズブラ
   ンクを得る第１の工程と、該レンズブランクの表皮層を
   加熱溶融した後、レンズ面賦形部を備えた上型と下型で
   形成されるキャビティに該ブランクを投入し、該上型と
   下型を押締して圧縮成形によりレンズを成形する第２の
   工程と、を含むことを特徴とするプラスチックレンズの
   製造方法。