JPS62160214A - 合成樹脂レンズの成形方法 - 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】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、一対のレンズ成形用モールド間に形成される
キャビティ内に粒状あるいはタブレット状の熱可塑性合
成樹脂を充填してレンズを成形する合成樹脂レンズの成
形方法に関するものである。

［従来の技術］ 合成樹脂を原料として合成樹脂レンズを成形する方法と
しては、原料の合成樹脂が熱可塑性合成樹脂である場合
と熱硬化性合成樹脂である場合では、その成形方法は異
なっている。即ち、熱可塑性合成樹脂である場合、原料
は通常ペレットのような粒状の形態のものが用いられ、
射出成形機、圧縮成形機または、押出成形機などを使用
して、加熱することによって合成樹脂を可塑化するとと
もに高圧下に成形する所謂、射出成形法、圧縮成形法ま
たは押出成形法などによって行なわれるのが普通である
。一方、熱硬化性合成樹脂である場合、原料は通常上ツ
マ−に硬化触媒、が添加された液状の形態で用いられ、
２個のモールドとその側面周囲を巻装する封止材によっ
て密閉系に形成されたモールド間のキャビティに液状原
料を注入して常圧にて加熱硬化させる注型法によって行
なわれている。

［発明の解決しようとする問題点］ 前記のような粒状の熱可塑性合成樹脂を原料として合成
樹脂レンズを成形する方法としての射出成形法、圧縮成
形法または押出成形法などにおいて、その成形条件は原
料の合成樹脂を可塑化するための高温加熱や成形圧力、
例えば１０００ｋｇ／ｃｍ″程度の高い圧力を必要とし
ていて、このために成形機は大型となり、高価なものと
なっている。しかも加熱機構などは成形機の外部より加
熱するようになることから、原料の合成樹脂の可塑化に
対する効率という点では極めて低く、また、高い圧力の
付与は成型モールドに耐圧力が必要となり、金属製成型
モールドを使用せざるを得ないという制約がある。特に
、全屈製成型モールドはその仕上において研磨加工は容
易ではなく、高精度のモールドは得難い。

したがって、粒状の熱可塑性樹脂を原料とする射出成形
法、圧縮成形法または押出成形法などにおいて、高精度
の成形品、例えば眼鏡レンズなどのような多品種少量生
産品を成形するには金属製成型モールドの使用は、成型
モールドの加工技術及びコスト的な点から適当ではない
という問題点がある。

本発明者は、上記の問題点に鑑み粒状あるいはタブレッ
ト状の熱可塑性合成樹脂を原料として、高精度を要求さ
れる成形品の成形方法において、加熱温度及び加圧力を
低下させた成形方法について種々検討、研究を行なった
。その結果、特定の成形モールドの使用により、加熱温
度及び加圧力の低下が可能となり、しかも高精度の成形
品、例えば合成樹脂レンズなどの成形に好適であるとい
う事実を見い出し、本発明を完成するに至ったものであ
る。

本発明は、粒状あるいはタブレット状の熱可塑性合成樹
脂より合成樹脂レンズを成形する方法において、従来知
られていない新規の成形方法を提供するのである。

Ｅ問題点を解決するための手段］ 本発明は、一対のレンズ成形用モールドとそのモールド
側面周囲を巻装する部材とによってモールド間に形成さ
れるキャビティ内に合成樹脂原料を充填して合成樹脂レ
ンズを成形する方法において、上記のレンズ成形用モー
ルドがガラス製モールドからなるキャビティ内に粒状あ
るいはタブレット状の熱可塑性合成樹脂を充填し、低圧
、加熱下に成形することを特徴とする合成樹脂レンズの
成形方法である。

本発明において、レンズ成形用モールドは２個を一対と
したガラス製モールドからなる。ガラス製モールドはレ
ンズの転写面を、ｒｓ、形されるレンズの所望曲面にし
たがって高精度に、例えば研磨によって加工することが
できる。ガラス製モールドの大きさ及び転写面の曲率は
所望レンズに依存し、例えば眼鏡レンズなどでは直径８
０ｍｍ〜７０ｍｍであり、マイナスレンズであれば成形
されるレンズは周辺が厚く、プラスレンズであれば中央
が厚いことから、それらにしたがった曲率が付与され、
マイナスレンズであればマイナス８ジオプターであって
も成形し得る。ガラス製モールドの厚さは特に限定され
ないが、成形されたレンズに偏肉が現われる場合は、モ
ールドを厚くすることによて偏肉を防ぐことができる。

モールドのレンズ転写面の背面は補強材として、例えば
、金属材料、合成樹脂、合成樹脂複合材料、石膏などに
よって裏打されてもよい。

一対のレンズ成形用モールドは、その側面周囲を巻装す
る部材によって、所望レンズの厚さにしたがったキャビ
ティが確保され、従来の液状上ツマ−を充填して硬化さ
せる注型成形用モールドと実質的に同一に組みｔてられ
る。而して、下部のモールドと側面周囲を巻装する部材
とにより形成されたキャビティ相当部分に粒状あるいは
タブレット状の原料の合成樹脂を充填し、その原料の合
成樹脂の上にｔ部のモールドを載置する点において、注
型成形法とは、原料の合成樹脂の充填方法を異にする。

当然のことながら、原料の合成樹脂の充＠量は可塑化。

溶融による収縮と、成形レンズの厚さとの関係において
、予め考慮されるものである。

巻装する部材の材質は、特に限定されないが、原料の合
成樹脂の軟化温度より高い温度において耐熱性を示し、
可塑化、溶融された合成樹脂を変質、変色させないもの
であることが必要である。かかる条件を満足する材質と
しては、例えば、シリコンゴム、フッ素ゴムなどを挙げ
ることができる０部材の形状は、成形品がレンズである
ことから、モールドも円形であり、その側面周囲に巻装
せしめるという点において、円筒体であるのが好適であ
る。而して、上記の材質よりなる場合は弾性を有するこ
とから、その弾性を利用して、モールド側面周囲に密接
せしめるという点においても好ましい、その他の部材と
して、その片面に粘着剤の塗布された粘着テープを用い
ることもできて、粘着面を両モールドの側面周囲に巻回
して接着せしめてもよい０円筒状の部材である場合は、
モールドの接する内面側に、モールドを載置して位置決
めするための段部１例えば凸状部が一体的に形成されて
いるのが好ましく、かかる部材の使用に際しては、成形
レンズの径は段部に相当する分だけ小さくなるので予め
考慮されることが必要となる。

成形用モールドの組み立てについて、第１図により説明
する。第１図は、マイナスレンズ用に組み立てられた成
形用モールドの断面図であって、ガラス製モールド１．
２とその側面周囲を巻装する部材であるシリコンゴム製
の円筒体３とによってキャビティ４が形成されていて、
そのキャビティ内に粒状あるいはタブレット状の原料の
熱可塑性合成樹脂５が充填される。而して、原料の合成
樹脂はガラス製モールド１を円筒体３の内部に挿入して
密接させてからモールド１の転写面上に所定量充填する
。更にガラス製モールド２を転写面を原料の合成樹脂５
に接するように円筒体３に挿入して、原料の合成樹脂上
に載置する。モールド１．２の転写面には必要により離
型剤などが塗布されていてもよい、ガラス製モールド２
と円筒体３とが接する部分には図示されてはいないが、
キャビティ内の空気を排出し得る微小な間隙が設けられ
る。

ガラス製モールドは外部から特に加圧することを要しな
いが、必要によってはガラス製モールド１．２の背面か
らそれを挟持するように、例えば弾性体６などによって
低圧に加圧する。かくして、成形用モールドは組み立て
られる。

このようにして組み立てられた成形用モールドは加熱炉
などに入れて常圧で加熱される。

本発明において使用される熱可塑性合成樹脂は、ポリメ
チルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスチレン
などの透明性を有する非晶性ポリマーであるのが合成樹
脂レンズ用の原料として好適である。かかるポリマーは
単独重合体に限定されることなく、それらを含む共重合
体であってもよいことは勿論である。上記のような熱可
塑性合成樹脂は射出成形、圧縮成形あるいは押出成形な
どに使用されるものとして、１〜３ｍａｒ位の球状、円
柱状、円盤状、サイコロ状などの粒状の形態で入手し得
るものであり、これらは通常ベレットと呼ばれているも
のである。その他、本発明において使用される熱可塑性
合成樹脂の形態としては、熱可塑性合成樹脂を予め加熱
、可塑化して粗成形物としたタブレット状のものであっ
てもよく、かかるタブレット状のものもペレットと同様
に好適なレンズ成形品が得られる。

上記の熱可塑性合成樹脂はその表面に水分が吸着あるい
は付着されていることが多く、これが成形品に残留泡と
なって欠点を生じさせることが知られていて、通常は成
形前に予め加熱乾燥、例えば合成樹脂の軟化温度よりや
や低い温度にて数時間乃至十数時間加熱乾燥した後に使
用される０本発明の成形方法においても、成形用モール
ドへの充填・には充分乾燥された合成樹脂を用いること
が残留泡の発生を防ぐために不可欠である。

本発明の合成樹脂レンズの成形方法において、前記のよ
うに組み立てられた成形用モールドは加熱炉に入れてキ
ャビティ内の熱可塑性合成樹脂を少なくとも軟化温度に
まで加熱して可塑化させるのに充分な時間保持すること
が必要である。このように加熱温度は従来の成形方法に
おける高温加熱より可成り低温である。したがって成形
条件としての加熱温度は使用する合成樹脂の種類によっ
て軟化温度を異にすることから、−律には限定されない
、而して、合成樹脂の少なくとも軟化温度以上に保持さ
れて、レンズが成形されるに足る時間保持されることが
必要である。加熱温度と保持時間は相互に関連し合い、
低温傾向であれば保持時間は長く、高温傾向であれば保
持時間は短くてよいことになる。

また、加熱温度とその保持時間を変化させて数段階１例
えば２段階あるいは３段階などのように行なってもよい
、しかしながら、加熱条件において成形モールドに対す
る温度分布が不均一となることは避けるべきである。

成形条件としての高加圧は必要としない、前記のように
モールドの背面を弾性体などによって数ｋｇ／ｃｍ″の
低加圧で挟持する程度で充分である。

かくして、所要時間、加熱保持する成形処理の後、加熱
温度を段階的に下げて数十分間保持しながら徐冷し、室
温にまで冷却した後、モールドを解体し、モールドから
レンズを剥離することによって、欠点の全くない、しか
も形状が高精度である合成樹脂レンズを得ることができ
る。

本発明のレンズ成形方法は高精度を要求される眼鏡レン
ズの成形に好適であるが、その他、例えばＷＪ微鏡レン
ズ、望遠鏡レンズ、カメラレンズ、フレネルレンズなど
各種のレンズの成形に適応し得ることは勿論である。

［実施例］ 実施例１ ポリメチルメタクリレートのペレット　４０ｇを約９７
℃に加温された乾燥機内に１８時間保持して乾燥した０
次に第１図に示されるような直径６゜膳膳で転写面の曲
率がマイナス６ジオ′ブタ−のレンズ成形用ガラス製モ
ールドとモールド側面周囲を巻装する部材としてシリコ
ンゴム製の円筒体とによって形成されたキャビティ内に
上記の乾燥されたペレットを充填して、約４ｋｇｆの圧
力がかかる弾性クリップでガラス製モールドを背面から
挟持して、モールドを組み立てた。

このように組み立てられたモールドを約１１０℃に加熱
された炉内に入れて４８時間保持し、続いて約１３０℃
に昇温して６４時間保持し、ポリメチルメタクリレート
の可塑化と溶融によりレンズを成形させた０次に炉温を
約１０５℃、約８０℃、約６０℃に順次降下させて、そ
れぞれ３０分間保持することによって徐冷した後、モー
ルドを炉内より取り出し、室温にまで冷却した。

組み立てられたモールドを解体し、ガラス製モールドに
圧縮空気を吹き付け、更に木槌で軽く衝撃を加えて、成
形されたレンズをモールドより剥離して、ポリメチルメ
タクリレートよりなる成形レンズを得た。

成形レンズは残留泡、その他の欠点は全く認められず、
形状として、マイナス６ジオプターは正確に維持され高
精度であり、しかもポイントライトの検査によっても脈
理なとはなく、品質は極めて優れたものであった。

実施例２ ポリメチルメタクリレートのペレットを予備乾燥した後
、射出成形機により、射出成形して得られた予備成形品
としてのタブレットを９５℃で４２時間、更に１０５℃
で１８時間乾燥後、実施例１と同様にガラス製モールド
と巻装部材とによって形成されたキャビティ内に充填し
て、モールドを組み立てた。

このように組み立てられたモールドを約１５０℃に加熱
された炉内に入れ、２時間保持して。

レンズを成形させた０次に、実施例１と同様に徐冷、冷
却後、モールドより成形レンズを取り出した。

得られた成形レンズは実施例１によって成形されたレン
ズと同様に品質は極めて優れたものであった。

［発明の効果］ 本発明の合成樹脂レンズの成形方法は、粒状あるいはタ
ブレット状の熱可塑性合成樹脂を原料として、従来の液
状熱硬化性樹脂の注型成形に用いられているガラス製モ
ールドを使用して低圧、加熱下に成形することに特徴が
あり、新規な方法である。

従来の射出成形、圧縮成形あるいは押出成形による場合
、高圧力、高温下に行なわれることから、ガラス製モー
ルドは使用し得ない０本発明の成形方法はガラス製モー
ルドを使用することから、ガラス製モールドはその転写
面を高精度に加工し得る点において、成形されるレンズ
の精度を向上させるのに有利であり、しかも成形条件が
低圧と比較的低温加熱ということから、成形されるレン
ズは欠点が全くなく、しかも形状は高精度であり、極め
て優れた品質のレンズが成形されるという効果を有し、
特に多品種少量生産に好適であるという効果も認められ
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、マイナスレンズ用に組み立てられた成形用モ
ールドの断面図である０図におＩ、Ｘて、１．２はガラ
ス製モールド、３は円筒体、４はキャビティ、５は原料
の合成樹脂、　　６１ま弾性体を示している。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）一対のレンズ成形用モールドとそのモールド側面
   周囲を巻装する部材とによってモールド間に形成される
   キャビティ内に合成樹脂原料を充填して合成樹脂レンズ
   を成形する方法において、上記のレンズ成形用モールド
   がガラス製モールドからなるキャビティ内に粒状あるい
   はタブレット状の熱可塑性合成樹脂を充填し、低圧、加
   熱下に成形することを特徴とする合成樹脂レンズの成形
   方法。