WO2007058352A1 - 成形品の製造方法、成形型およびその製造方法 - Google Patents

成形品の製造方法、成形型およびその製造方法 Download PDF

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molding material
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Masaaki Matsushima
Mikio Chisha
Noriaki Taguchi
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Hoya Corporation
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    • Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a molded article by a hot droop molding method, a mold that can be used in the hot droop molding method, and a method for producing the same.
  • a glass blank is used as a heat-resistant matrix created by a mechanical grinding / polishing method or an electrical machining method such as a mechanical grinding method or electric discharge machining.
  • the hot drooping molding method a molding material made of a thermosoftening material such as glass is placed on a mold, and the molding material is softened by heating to a temperature equal to or higher than the softening point to be in close contact with the mold.
  • the mold shape is transferred to the upper surface of the molding material to obtain a molded product having a desired surface shape.
  • the surface shape of the mold forming surface is transferred to the upper surface of the molding material.
  • the mold forming surface is mirror-finished to improve smoothness.
  • an object of the present invention is to provide means capable of obtaining a molded product having a desired shape without causing fusion between a molding material and a mold by a hot droop molding method. is there.
  • Another object of the present invention is to provide means for obtaining a molded product having a desired surface shape with high accuracy by a hot sag forming method.
  • the present invention provides:
  • a molding material made of a thermosoftening substance is placed on the molding surface
  • a method for producing a molded product wherein the molding material is heated to a deformable temperature, and the lower surface of the molding material is adhered to the molding surface to mold the upper surface of the molding material into a desired shape.
  • the molding surface has a plurality of irregularities having a maximum height Rmax in the range of 0.1 to: LOO / zm and an average interval S between local peaks of 0.01 to 1.00 mm.
  • the present invention provides:
  • a molding material made of a thermosoftening substance is placed on the molding surface
  • a method for producing a molded product wherein the molding material is heated to a deformable temperature, and the upper surface of the molding material is molded into a desired shape by bringing the lower surface of the molding material into close contact with the molding surface,
  • the molding die a molding die having a plurality of through holes penetrating to the surface opposite to the molding surface force is used.
  • the molded article is a spectacle lens saddle or a part of a saddle.
  • the present invention provides:
  • a molding material made of a thermosoftening material placed on the molding surface is heated to a deformable temperature, and the lower surface of the molding material is brought into close contact with the molding surface, so that the upper surface of the molding material has a desired shape.
  • Mold having a plurality of projections and depressions having a maximum height Rmax in the range of 0.1 to: LOO / z m and an average interval S between local peaks at the range of 0.01-1.00 mm on the molding surface.
  • the present invention provides:
  • a molding material made of a thermosoftening material placed on the molding surface is heated to a deformable temperature, and the lower surface of the molding material is brought into close contact with the molding surface, so that the upper surface of the molding material has a desired shape.
  • the molded article is a spectacle lens saddle or a part of a saddle
  • the molding surface side opening of the through-hole is arranged so as not to overlap with a position corresponding to a refractive index measurement portion in the spectacle lens on the lower surface of the molding material at the time of the close contact.
  • the present invention provides:
  • Forming method including forming
  • the present invention provides:
  • a molded product having a desired shape can be manufactured with high accuracy and high productivity without causing fusion between the mold and the molding material by the hot droop molding method.
  • molded product production method I a molding material made of a heat-softening substance is disposed on a molding die, and the molding material is deformed.
  • the present invention relates to a method for manufacturing a molded product in which the upper surface of the molding material is molded into a desired shape by heating to a possible temperature and bringing the lower surface of the molding material into close contact with the molding surface.
  • the maximum height Rmax on the molding surface is in the range of 0.1 to: LOO / zm, and the average interval S between the local peaks is 0.01-1.00 mm.
  • molded article production method II a method for producing a molded article
  • a molding material composed of a thermosoftening substance is disposed on a molding die molding surface.
  • the present invention relates to a method for manufacturing a molded product in which the upper surface of the molding material is molded into a desired shape by heating to a deformable temperature and bringing the lower surface of the molding material into close contact with the molding surface.
  • a molding die having a plurality of through holes penetrating from the molding surface to the surface opposite to the molding surface is used as the molding die, and suction is performed through the through holes during the molding.
  • the molded article is a spectacle lens saddle mold or a part of a saddle mold, and the molding surface side opening of the through-hole measures the bending force of the spectacle lens on the lower surface of the molding material when in contact. It is arranged so that it does not overlap with the position corresponding to the reference point.
  • the maximum height Rmax on the molding surface is in the range of 0.1 to: LOO / zm, and the average distance S between the local peaks is in the range of 0.01-1.00 mm.
  • the surface property of the molding surface does not affect the shape of the upper surface of the molding material while preventing fusion with the molding material.
  • the upper surface of the molding material can be molded into a desired shape.
  • the maximum height Rmax of the irregularities is in the range of 0.1 to: LOO ⁇ m, and the average distance S between the local peaks is in the range of 0.01 to 1.OOmm. It is a value measured according to the definition of surface roughness specified in Rmaxi and IS BO601-1982. Further, the average interval S between the local peaks is a value measured according to the definition defined in JIS K7125, for example. If Rmax and S of the unevenness are smaller than the above ranges, fusion with the molding material occurs, and productivity is lowered. On the other hand, when the Rmax and S of the irregularities exceed the above ranges, the roughness of the molding surface affects the upper surface of the molding material, and a molded product having a desired shape cannot be obtained.
  • the roughness maximum height Rmax is preferably 1 to: ⁇ / ⁇ ⁇ , more preferably 3 to 9 / ⁇ ⁇ .
  • the average distance S between the local peaks is preferably 0.01 to 0.1 mm, and more preferably 0.05 to 0.5 mm.
  • the roughness of the molding surface is preferably 0.01 to L0 ⁇ m as the arithmetic average roughness Ra measured according to the definition of surface roughness defined in JIS B O601-1982. Preferably it is 0.1-1 micrometer, More preferably, it is 0.3-0.
  • the molding surface of a molding die used in the hot sag molding method is mirror-finished by polishing or the like.
  • the molding surface of the mold that comes into contact with the molding material is a smooth surface such as a polished surface
  • fusion with the molding material frequently occurs, and the surface of the molding die is damaged when the molding material is removed.
  • Durability is reduced. This is because, for example, when a glass molding material is used, glass that exceeds the glass transition temperature (Tg) cannot withstand its own weight, softens and changes shape due to gravity, and contacts the mold surface. It is considered that as the softening progresses further, the soft glass penetrates into the roughness of the molding surface of the mold and the fusion occurs.
  • Tg glass transition temperature
  • FIG. 1 shows an enlarged schematic diagram of the contact state between the mold and the molding material before and after heat softening.
  • the mold of the present invention even if fusion occurs in a part of the molding material as the softening progresses, the fusion does not occur on the entire molding surface, but on the convex part.
  • the adhesive strength between the molding material and the molding surface of the mold is not strong. For this reason, it becomes easy to remove the molding material from the molding die, and it is possible to prevent the molding die and the molding material (molded product) after being softened from being damaged.
  • the surface roughness of the molding surface of the molding die of the present invention is defined in a range that does not affect the shape of the molding material upper surface.
  • the height and spacing of the irregularities can be measured mainly using, for example, Foam Talysurf manufactured by Taylor Hobson.
  • Form Talysurf has a ruby or diamond placed at the tip of the probe, the tip of the probe moves while contacting the surface of the lens, and the surface shape is measured by scanning the lens surface.
  • the measurement scanning trajectory is usually only a straight line. The measurement is performed on a part of the surface so that the scanning direction of the measurement is perpendicular to the unevenness of the mold surface. After the measurement, the height of the unevenness and the spacing force of the measured value are obtained by analyzing the unevenness height and the unevenness space on the mold surface.
  • the molding surface having the surface roughness can be obtained only by ordinary cutting or grinding without polishing. Details of the method for manufacturing the mold will be described later.
  • the concavo-convex pattern to be formed varies depending on the type of grinding machine and cutting machine to be used, but the concavo-convex pattern can take any pattern.
  • a specific example of the concavo-convex pattern is shown in FIG. Fig. 5 (a) is a circular pattern, Fig. 5 (b) is an oval pattern, and Fig. 5 (c) is a streak pattern.
  • the molding surface is preferably a free-form surface.
  • a free-form optical surface can be easily formed on the upper surface of the molding material by combining the high-precision spherical-shaped molding material having a spherical polished surface and the free-form surface mold.
  • a mirror-like free-form glass optical surface can be obtained without requiring a step of polishing the molding surface into a free-form surface. This is a great advantage in terms of cost and productivity.
  • the mold used in the method for manufacturing a molded product described later also has the same unevenness as the mold used in the method for manufacturing a molded product I.
  • the molded product manufactured by the eyelid is a spectacle lens saddle or part of the saddle shape.
  • the saddle mold can be used to produce eyeglass lenses by cast polymerization.
  • a molding die having a plurality of through holes penetrating from the molding surface to the surface opposite to the molding surface is used as the molding die, and suction is performed through these through holes during molding.
  • the opening on the molding surface side of the through hole is formed in front of the lower surface of the molding material during the close contact. It is arranged so that it does not overlap with the position corresponding to the refractive index measurement part in the spectacle lens.
  • a molding die having a plurality of through holes is used in order to improve the adhesion between the molding surface and the lower surface of the molding material, and suction is performed through these through holes at the time of molding.
  • the opening on the molding surface side of the through hole is arranged so as not to overlap with the position corresponding to the refractive index measurement portion of the spectacle lens on the lower surface of the molding material when closely attached. The reason will be described below.
  • the saddle mold is obtained by mounting two saddle molds on an annular gasket and injecting a lens raw material solution into a cavity formed by the saddle mold and a gasket to perform polymerization. It can be used when manufacturing eyeglass lenses.
  • the design of the mold used in this method is to determine the surface shape of the spectacle lens (determining the design value) ⁇ convert the design value of the spectacle lens to the surface shape of the saddle (determining the design value of the saddle) ⁇ Proceed with the procedure of converting the design value of the vertical mold into the surface shape of the mold. Each conversion can be performed by a known method.
  • An optical functional surface can be formed by transferring the shape of the surface located inside the saddle-shaped cavity manufactured using the mold having the surface shape thus determined to the spectacle lens.
  • the refractive power measurement reference point is the position that most significantly affects the optical characteristics of eyeglass lenses. If the surface shape of this part deviates greatly from the design value, it is difficult to obtain a spectacle lens having a desired refractive index.
  • the through-hole opening is arranged so as not to overlap with the position corresponding to the refractive power measurement reference point of the spectacle lens on the lower surface of the molding material.
  • the surface of the mold that is the upper surface of the molding material is transferred to the spectacle lens. Is done.
  • the “position corresponding to the refractive power measurement reference point” on the lower surface of the molding material is opposed to a portion of the upper surface of the molding material, which is a portion transferred to the refractive power measurement reference point of the spectacle lens on the obtained saddle surface. This is the part of the lower surface of the molding material.
  • spectacle lenses are classified into single focus spectacle lenses, multifocal spectacle lenses, and progressive power spectacle lenses.
  • the mold can be used for manufacturing any spectacle lens, but is suitable for manufacturing single-focus spectacle lenses and progressive-power spectacle lenses, and manufacturing progressive-power spectacle lenses. Especially suitable for.
  • the reference point for refractive power measurement is defined in JIS T7315, JIS T7313 or ⁇ and IS T7330.
  • the refractive power measurement reference point is a portion surrounded by a circle having a diameter of about 8.0 to 8.5 mm on the object side or eyeball side surface of the spectacle lens. In the single-focus spectacle lens, the refractive power measurement reference point is located at the center of the lens surface.
  • the progressive power lens and the multifocal ophthalmic lens have a plurality of refractive power measurement reference points. As will be described later, progressive power lenses can be broadly classified into three types: general-purpose progressive power lenses, medium and near progressive power lenses, and near progressive power lenses.
  • the general-purpose progressive-power lens and the medium-to-neighbor progressive-power lens have two refractive power measurement reference points: the distance measurement reference point and the near-use measurement reference point. There are two near-site measurement reference points.
  • a molding surface side opening is provided at a position corresponding to the two refractive power measurement reference points.
  • the progressive power lens is outlined in JIS T 7315 and JIS T 7330. Hereinafter, the progressive power lens will be described.
  • the progressive power lens is a lens in which each of the far, middle, and near visual field regions is arranged according to the frequency of use. Designed according to the emphasis on the distance and the nearness, which are often used in wide distance areas that are frequently used. Use is possible due to the difference in the size of the field of view corresponding to the objective distance. Differently, it can be broadly classified into three types: general-purpose progressive-power lenses, medium- and near-progressive power lenses, and near-progressive power lenses. There is also a so-called far-reaching type and a far-centered type. General-purpose progressive-power lenses are used for both near and far, and have the ability to see far and near, but there is a limit to the field of view in the middle and near areas.
  • the medium and near progressive power lenses have a wide intermediate area and a near area by limiting the distance area.
  • the far-field area is located above the general-purpose area and has a long progressive zone, so there is little fluctuation and distortion peculiar to progressive, but it is not suitable for far vision.
  • Near-progressive power lenses are sometimes classified as single-focus lenses because they are mainly near-field and have no far-field. Any of the above-mentioned progressive-power lenses is suitable as a target lens manufactured using a manufacturing method of the present invention or a molded product manufactured using the molding die of the present invention described later as a saddle mold.
  • Progressive power lenses are classified into three types according to the arrangement of progressive elements on the concave and convex surface of the lens.
  • convex (outer) progressive-power lens with a progressive surface on the convex surface second concave (inner) progressive-power lens with a progressive surface on the concave, and third, double-sided progressive elements on both sides
  • the convex progressive-refraction path lens has a progressive surface on the convex surface, and forms a progressive refractive power by the surface shape of the convex optical surface.
  • the concave progressive refraction path lens is the same except for the unevenness.
  • the double-sided aspherical progressive-power lens has the advantages of both an outer-surface progressive-power lens and an inner-surface progressive-power lens, so that the longitudinal refractive power change related to the length of the progressive zone is convex.
  • this is a progressive power lens having a structure in which the lateral refractive power change related to shaking and distortion is divided and arranged on the concave side.
  • the surface of this "double-sided compound progressive" is composed of a special aspherical surface that is not a progressive surface, and the conventional "double-sided progressive power lens" that uses a progressive surface on both the front and back to share a predetermined addition power on the front and back. Is a progressive-power lens that is structurally different.
  • any kind of progressive-power lens is suitable as a target lens manufactured using a manufacturing method of the present invention or a molded product manufactured using the molding die of the present invention described later as a saddle mold.
  • FIG. 3 shows a specific example of the arrangement of the through holes on the molding surface.
  • the through holes can be provided uniformly at the same interval on the entire molding surface.
  • the position corresponding to the refractive power measurement reference point of the spectacle lens on the lower surface of the molding material does not overlap the molding surface side opening! Is provided with a through hole.
  • the through-holes of the mold are arranged at least at the peripheral edge of the molding surface, and more preferably, a plurality of through-holes are arranged on at least a double concentric circumference within a range smaller than the outer diameter of the molding material. To do.
  • the molding surface peripheral portion refers to a portion surrounding the molding surface center portion
  • the molding surface center portion refers to, for example, a position from the molding surface center to a radius of 1Z2.
  • Figs. 2 (b) and 2 (c) are examples in which no through hole is arranged near the geometric center of the molding surface and a through hole is arranged at the periphery of the molding surface.
  • a through hole is provided so that the position corresponding to the refractive power measurement reference point of the spectacle lens on the molding material lower surface does not overlap the molding surface side opening.
  • the arranged peripheral through holes are arranged at equal intervals on a plurality of concentric circles, and the number of through holes per unit area of the through holes is reduced at a position close to the center. Increase the number of through holes per unit area as you move away from the center force!
  • the through-holes are arranged to increase toward the peripheral edge of the central portion (there are few in the vicinity of the center and many in the peripheral portion).
  • the deformation speed and deformation speed of glass materials are the largest at the center while the periphery Has a relatively low deformation speed and is more difficult to deform.
  • the glass material supporting portion is the outer peripheral edge of the glass material.
  • the peripheral edge supported by the molding surface of the glass material acts as a factor that hinders deformation due to softening around the peripheral edge that is difficult to move even during heat softening, and the outer peripheral part has a low deformation speed, It is thought that shape deformation is difficult.
  • the central part has no factor that hinders deformation due to the soft wrinkles that the support part has. In fact, it has been clarified by the present inventors that the deformation of the glass material starts from the central part and sequentially propagates to the peripheral part.
  • the difference in deformation speed between the peripheral edge and the center of the glass material may cause distortion in the glass material. This is because if the glass material central portion is deformed in advance by heat soft deformation and does not deform at the peripheral portion, distortion occurs between the central portion and the peripheral portion of the glass material. Further, the low deformation speed and the difficulty of deformation at the peripheral part also cause a decrease in transfer accuracy. Therefore, by arranging many through holes at the periphery of the molding surface, the distribution of the peripheral suction that is difficult to deform is strengthened, and the central part that is easily deformed is reduced, and the suction per unit area is appropriately distributed.
  • thermo-soft deformation can be uniformly performed on the entire surface to avoid occurrence of distortion in the glass material.
  • the transfer reproducibility of the glass shape can be improved by controlling the difference in the deformation speed and deformation due to the location of the glass material by the arrangement of the through holes.
  • the arrangement of the through holes can be appropriately selected for each material to be molded.
  • Fig. 3 (b) is suitable when the shape of the object to be processed is relatively large, such as an average curvature of 8 curves or more
  • Fig. 3 (c) is suitable when the curve is relatively small, such as an average curvature of 5 curves or less.
  • the number of through holes formed in the molding die is not particularly limited and can be determined as appropriate. For example, in the case of a molding surface having a diameter of about 80 to LOOmm, about 6 to 60 on the molding surface. Through-hole openings can be arranged. [0031] Also in the manufacturing method I of a molded product, it is preferable to use a mold having a plurality of through-holes penetrating from the molding surface to the surface opposite to the molding surface, and perform suction through the through-holes during heat molding. Yes.
  • the mold used in the manufacturing method I of the molded product has irregularities on the surface as shown in the enlarged schematic diagram in FIG.
  • this air pocket can be removed by providing a through hole on the molding surface and performing suction.
  • a mold having a through-hole as the mold used in the method for manufacturing a molded product I, it is preferable to arrange the through-hole in the mold in the same manner as the method for manufacturing a molded product for the reason described above. .
  • thermosoftening substance glass can be used. Among them, glass of crown type, flint type, norium type, phosphate type, fluorine-containing type, fluoric acid type, etc. are suitable. Glass material As a constituent component of the material, first, for example, SiO, B 2 O, Al 2 O
  • Li O is less than 70% of Na O + Li O), ZnO and
  • the glass material composition has a molar percentage of SiO power 0 to 76%, AlO
  • the glass 2 3 2 2 3 2 2 2 2 is preferred. [0034] In the third, for example,
  • the thermal properties include a strain point of 460 to 483 ° C, a cooling point of 490 to 621 ° C, a softening point of 610 to 770 ° C, and a glass transition temperature (Tg) force. 10 ⁇ 665 ° C, yield point (Ts) force 35 ⁇ 575. C, specific gravity is 2.47 to 3.65 (gZcm 3 ), refractive index is Ndl. 52300 to 1.8061, thermal diffusion ratio is 0.3 to 0.4 cm 2 water min, Poisson's ratio 0.17 to 0 26, photoelastic constant 2.
  • the present invention can be applied to other than the above glass, and is not limited to the above embodiment.
  • the molding material can be obtained by processing a thermosoftening material into a desired shape. Processing of the molding material can be performed by a known method.
  • the shape of the molding material is flat, spherical, elliptical, rotationally symmetric (toric lens, aspherical rotationally symmetric power lens), free-form surface (progressive power lens, aspherical double-sided power lens), etc. It is preferably a meniscus shape having a spherical polished surface on both sides.
  • the surface of the molding material is preferably a mirror surface, and the surface roughness is less than the maximum roughness RmaxO.m.
  • the arithmetic average roughness Ra which is preferably lower, is preferably 0.005 m or less.
  • the lower limit value of the roughness of the molding material is, for example, 0.01 ⁇ m at the maximum roughness Rmax and 0.1 ⁇ at the arithmetic average roughness Ra.
  • the molding material is heated to a temperature at which it can be deformed on the mold.
  • the deformable temperature is preferably a temperature equal to or higher than the glass transition point (Tg) when the molding material is made of glass. Heating can be performed by a known method, for example, by placing a mold in an electric furnace. By controlling the atmospheric temperature in the electric furnace so that the molding material has a set temperature, the molding material can be heated to a desired temperature. Details of temperature control will be described later.
  • FIG. 3 shows a schematic diagram of the contact state between the molding material and the molding die before and after softening.
  • Fig. 3 (a) before heating, there is a gap between the bottom surface of the molding material and the molding surface, and there is no complete contact.
  • the fluidity of the molding material increases due to softening, and the molding material comes into close contact with the molding surface as shown in Fig. 3 (b).
  • “adhesion” does not mean a state in which the molding material has entered into the irregularities on the surface of the molding surface.
  • a dust-proof lid can be placed on a molding die on which a molding material is arranged, and foreign matter (dust, dust, etc.) can be prevented from being mixed during molding.
  • a holding member can be disposed on the periphery of the mold. This holding member is effective for positioning the molding material.
  • the molding material is molded by heating the molding material to a deformable temperature, suction is performed through the through-hole in the manufacturing method II of the molded product.
  • suction through the through hole can be performed.
  • the diameter of the through-hole, the viscosity of the molding material at the time of suction, the thickness of the molding material, and the suction pressure satisfy the following formula 1.
  • the mold used in the manufacturing method I of the molded product has a higher surface roughness than the conventional mold for hot sag molding. In such a mold, if excessive suction is performed through the through hole, the surface roughness of the molding surface and the shape of the through hole may affect the top shape of the molding material. It is preferable to carry out so as to satisfy. [Number 1]
  • Formula 1 may be Formula 11 below.
  • ⁇ is the diameter of the through hole (mm)
  • V is the viscosity of the glass material during suction (poise)
  • T is the thickness of the glass material (mm)
  • P is the suction pressure (mmHgZcm 2 ) .
  • lpoise 0.lPa's.
  • K is a coefficient 1. 8 ⁇ 3. 0 X 10- 9 are preferred.
  • the diameter of the through hole is 0.3 to 0.5 mm, and the viscosity of the molding material at the time of suction is 6.
  • the thickness of the molding material is considered to be the same during molding, and in Equation 1 above, the thickness of the molding material is the thickness at the start of molding.
  • the temperature of the molding material during heat softening can be monitored with a thermocouple to determine the viscosity of the molding material and the suction pressure can be set.
  • the suction pressure can also be set from the correlation between the viscosity and temperature obtained from the viscosity characteristics.
  • the glass material when sucked is in a softened state by heating.
  • the present inventors have found that deformation of glass in a soft state behaves like a viscoelastic body. Therefore, in the present invention, preferably, the suction is performed in consideration of characteristics due to viscoelastic deformation. This point will be described below.
  • both sides of the concavo-convex are compressed in the direction in which one side is in contact with the surface, while the opposite surface is stretched and deformed. There is no surface (neutral surface).
  • the deformation of the viscoelastic body generally has a small deformation amount and a small deformation speed at the supporting and fixing portion.
  • away from the support part Minutes tend to have a large deformation amount and a large deformation speed. For example, consider the shape change of a plate-like viscoelastic body. Since the amount of deformation of the viscoelastic body is clear when viewed from the neutral plane, the neutral plane of the viscoelastic body is targeted unless otherwise specified.
  • the neutral surface of the viscoelastic body is fixedly supported at both ends, and when a constant force (V) is applied like gravity, the distance X from the origin with the support fixed position as the origin and the deformation amount w are expressed by the following equations: Known to be done.
  • D is the flexural rigidity (constant depending on the material)
  • L is the cross-sectional length (fixed value) of the viscoelastic body, that is, from the above equation 2, the deformation amount of the viscoelastic body is 0 from the support portion. It can be seen that it changes in a quadratic curve as the distance increases.
  • the glass material is supported and fixed at the peripheral edge of the glass material, and the vicinity of the central portion is placed apart. Therefore, if the glass material undergoes viscoelastic deformation, it is expected that the deformation will be larger at the center and smaller at the peripheral supporting and fixing portion.
  • the glass material has a portion that is difficult to be deformed only by gravity acting uniformly on the entire glass material, and is particularly difficult to be deformed at the supporting and fixing portion. Therefore, the inventors reduced the number of through-holes on the molding surface in the central part where deformation is easy, and increased the suction force to the peripheral part by increasing it in the glass material end which is difficult to deform. That is, the arrangement of the through-holes in the central portion and the peripheral portion was arranged so that the central portion was minimized and increased as the peripheral portion was approached, so as to complement Equation 2. Further, it is more preferable that the distribution of the through holes is increased in a quadratic function in proportion to the distance from the center according to the above formula.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a suction method.
  • the present invention is not limited to the embodiment shown in FIG.
  • a forming die 402 on which a forming material is placed is placed on a suction table 403.
  • Suction is performed by the suction table 403 and the suction pump unit 404.
  • the suction table 403 is a hollow plate-shaped table in which the mounting position of the mold is recessed in a concave shape.
  • the material is, for example, a heat-resistant stainless steel (SUS310S), and an air inlet 407 is disposed at the molding die placement place on the upper surface of the suction table.
  • exhaust for sending the sucked gas to the suction pump There is a mouth and it is connected to a suction terminal 405 connected to a suction pump. It is preferable to set the suction pressure so as to satisfy Equation 1 shown above, for example, 80 to 120 mmHg (1. ⁇ 10 4 to 1.6 ⁇ 10 4 Pa).
  • the mold is placed with the molding surface facing up.
  • the holding member is used as described above, the holding member is fitted to the peripheral portion of the molding surface and the stepped portion on the side surface.
  • the glass material is placed at a predetermined position on the molding surface along the holding member. In the horizontal direction, the glass material side end surface is supported and fixed by the holding member, while in the vertical direction, the peripheral edge surface of the lower surface of the glass material is held and fixed in contact with the molding surface of the mold.
  • the central portion on the side of the contact surface with the glass material mold is spaced from the mold surface.
  • the separation distance differs depending on the shape of the molding surface lower surface and the molding surface, but is usually about 0.1 to 2 Omm.
  • the lid member is placed by fitting with the holding member.
  • the suction table is a combination of the mold, holding member, glass material, and lid member.
  • the heat treatment is performed by the electric furnace and the suction process is performed by the suction device.
  • the heat softening process can be performed while controlling the temperature based on a preset temperature program.
  • a deviation of a batch type electric furnace or a continuous input type electric furnace may be used.
  • the batch type electric furnace will be explained.
  • a batch type electric furnace is a device for setting a workpiece in a relatively small closed space and changing the temperature in the furnace according to a predetermined temperature program. With multiple sensors, temperature can be measured with multiple sensors, and each heater can be controlled for temperature management.
  • a notch-type thermosoft furnace has a support for holding the workpiece inside. In addition, the support is movable in the furnace. By operating the support, the temperature distribution imbalance due to the location in the furnace can be averaged. [0051] Next, the continuous charging type electric furnace will be described.
  • a continuous charging type electric furnace has an inlet and an outlet, and heat treatment is performed by passing the target object through the electric furnace with a set temperature distribution for a certain period of time by means of a conveyor or the like. It is.
  • the temperature distribution inside the furnace can be made uniform by using a plurality of heaters and a control structure of the air circulation in the furnace in consideration of heat generation and heat dissipation.
  • PID control can be used for temperature control of each sensor and heater of the electric furnace.
  • PID control is a control method for detecting a deviation between a programmed desired temperature and an actual temperature and returning (feedback) a deviation force from the desired temperature.
  • PID control is a method to obtain “Proportional”, “Integral” and “Differential” when calculating the output from the deviation. The general formula for PID control is shown below.
  • V Kp + J3 ⁇ 4 3 ⁇ 4 + —- (event ⁇ if
  • e is a deviation
  • K is a gain (a gain of subscript P is a proportional gain, a gain of subscript I is an integral gain, a gain of subscript D is a differential gain), and At is a sampling time (sampling time, Control cycle), the subscript n indicates the current time.
  • the specific embodiment of the continuous input type electric furnace that can be used in the present invention is a non-sliding transfer method, a PID control for temperature control, and a temperature measuring device of "K-coupled thermocouple 30 points" made of platinum.
  • the temperature is 800 ° C
  • the normal use temperature is 590 ⁇ 650 ° C
  • the internal atmosphere is dry air (Oil dust free)
  • atmosphere control is inlet air curtain
  • furnace purge outlet air curtain
  • temperature control accuracy is ⁇ 3 ° C
  • cooling method is air cooling
  • suction part is 3 positions in furnace.
  • the temperature in the electric furnace can be raised to a temperature higher than the glass transition point by exceeding the glass transition point by heating and raising the temperature. It is preferable to keep the temperature below the glass softening point for a certain period of time and then slowly cool it down to room temperature.
  • Temperature control in the electric furnace is performed with a predetermined time as one cycle.
  • Temperature control in the furnace can be performed in seven steps.
  • the first step is (A) preliminary heating step
  • the second step is (B) rapid heating step
  • the third step is (C) slow heating step
  • the fourth step is (D)
  • the fifth step is (E) a low-speed cooling step
  • the sixth step is (F) a rapid cooling step
  • the seventh step is a (G) natural cooling step.
  • the sample is fixed at a constant temperature near room temperature for 90 minutes. This is to make the temperature distribution of each part of the glass material uniform and to easily reproduce the heat distribution of the glass material by controlling the temperature of heat softening. Fix it at room temperature (approximately 20-30 ° C).
  • the second step is (B) a rapid heating and heating step, from room temperature (for example, 25 ° C) to glass transition temperature (hereinafter also referred to as Tg)-50 ° C (hereinafter also referred to as T1), for example. Heat at a rate of 4 ° CZmin for about 90 minutes.
  • Tg glass transition temperature
  • T1 glass transition temperature
  • T2 glass transition temperature
  • the glass material heated at temperature T2 is heated for 30 minutes in the constant temperature holding step. Furthermore, heating is performed for 30 minutes at a temperature T2, but when using a mold having a through hole as described above, suction processing for the through hole in the mold can also be performed in the latter half of 30 minutes. .
  • the suction process can be performed by operating a suction pump installed outside the electric furnace. As shown in Fig. 4, the suction pump 404 is connected to the suction terminal 405, the suction table 403, and the mold through hole. Each is connected. When the suction pump performs suction, a negative pressure is generated, and the negative pressure sucks the glass material placed on the mold through the penetration height of the mold.
  • the suction pump 404 outside the furnace is operated, and the inside of the suction table having a hollow structure is made negative pressure via the suction terminal 405.
  • the suction table having a negative pressure inside communicates with a through hole in the bottom surface of the mold.
  • the through hole at the bottom of the mold pierces to the molding surface at the top of the mold, and suction is performed by applying a negative pressure to the glass material placed on the mold.
  • a lid member having air permeability As described above, when suction is performed through the through hole, it is preferable to use a lid member having air permeability.
  • the fifth step (E), which is the cooling step, is the low-speed cooling step, which cools to a Tg of 100 ° C (hereinafter also referred to as T3), for example, at a speed of CZmin for about 300 minutes, thereby fixing the shape change due to softness.
  • T3 100 ° C
  • This slow cooling process also includes an annealing element that removes the distortion of the glass.
  • cooling is performed to about 200 ° C at a rate of about 1.5 ° C Zmin. Glass and molds that have been softened may be damaged due to differences in their thermal expansion coefficients with respect to their own thermal shrinkage and temperature changes. Therefore, it is preferable to reduce the temperature change rate to such an extent that it does not break.
  • the (G) rapid cooling step which is the seventh step, is performed.
  • the rapid cooling process when it reaches 200 ° C or below, it is cooled to room temperature by natural cooling.
  • the lower surface of the glass material and the molding surface are in a male-female relationship.
  • the upper surface of the glass material is deformed according to the shape deformation of the lower surface of the glass material, and a desired optical surface is formed.
  • the glass material can be removed from the mold and a molded product can be obtained.
  • the molded article thus obtained can be used as a spectacle lens saddle. Alternatively, it can be used as an eyeglass lens saddle by removing a part such as a peripheral portion.
  • the molding die according to the first aspect of the present invention heats a molding material made of a thermosoftening material placed on the molding surface of the molding die to a deformable temperature, and performs the molding.
  • a molding die used in a molding method for molding the upper surface of the molding material into a desired shape by bringing the lower surface of the material into close contact with the molding surface, and the maximum height Rmax on the molding surface is 0.1 to It has a range of 100 111 and has a plurality of irregularities in which the average interval 3 of the local summits is in the range of 0.01-: L 00 mm.
  • the molding die according to the second aspect of the present invention heats a molding material made of a thermosoftening substance placed on the molding surface of the molding die to a deformable temperature, and performs the molding.
  • a plurality of through-holes penetrating to the surface of the lens, and the molded product is a spectacle lens saddle mold or a part of a saddle mold. It is arranged so as not to overlap with the position corresponding to the refractive index measurement part in the spectacle lens.
  • the molding die can be used in the method for producing a molded article of the present invention, and the details thereof are as described above.
  • molding die manufacturing method I a molding die manufacturing method in which a molding surface is formed by grinding and Z or cutting, and the molding surface is formed by the processing.
  • forming a plurality of irregularities having a maximum height Rmax in the range of 0.1 to 100 / zm and an average distance S between the local peaks of 0.01 to 1.000 mm.
  • a method for producing a molding die according to the second aspect of the present invention is a method for producing a molding die including a molding surface having a through-hole.
  • a first drilling step in which a hole is drilled to a position without penetrating the molding surface using a first needle-like member from a surface opposite to the surface;
  • It includes a second drilling step of inserting a second needle-like member into the hole formed in the first drilling step and penetrating the hole through the molding surface.
  • the mold and the mold I used in the molded product manufacturing method I can be obtained.
  • a general mold manufacturing method is to form after a cutting or grinding process.
  • a polishing step for smoothing the surface is included.
  • the molding surface is adjusted to the desired surface shape in the cutting process, the molding surface may be scraped off by the polishing process, resulting in slight errors in dimensions.
  • this error should be eliminated if a precise three-dimensional shape is required on the molding surface. Therefore, forming a molding surface by grinding and Z or cutting without performing a polishing process has an advantage that a desired three-dimensional shape can be precisely formed on the molding surface of the mold.
  • the cutting and Z or grinding can be performed by a known method without particular limitation as long as the irregularities can be formed. Details will be described later.
  • the mold and the mold used in the mold manufacturing method II can be obtained by the mold manufacturing method II.
  • the mold of the present invention is preferably formed from a heat-resistant material that has an expansion coefficient close to that of a molding material and excellent in durability.
  • heat-resistant materials include alumina (Al 2 O 3) and altic (Al 2 O—TiC).
  • Silicon Silicon (SiC), silicon dioxide (SiO 2) and other SiO, Al 2 O or MgO as the main component
  • main component means that the above components occupy 50% by mass or more of the mold components.
  • Suitable heat-resistant materials as mold materials include, for example, 99% or more of SiO, Al 2 O, MgO,
  • first hardness (Vickers hardness) 7-24Hv, bending strength 400-2000MPa, Young's modulus 180-410GPa, thermal conductivity 3.0-170WZmk, linear expansion Coefficient 4.30 ⁇ : LO. 8 X 10E-6, metathermal temperature 750 ⁇ 850.
  • C Density 3.. 10 to:. LO ones 70 g / cm 3 are suitable.
  • Second in particular, hardness (Vickers hardness) 7 to 15 Hv, Yang rate 190 to 210 GPa, linear expansion coefficient 6.0 to 7.0 X 10E-6, metathermal temperature 775 to 825. C is preferred.
  • the mold material is preferably hydrophobic.
  • the mold processing it is preferable to perform the processing of the side surface and the bottom surface of the mold prior to the processing of the molding surface.
  • the side surface and bottom surface can be processed by a known lathe cage or the like.
  • the side surface of the mold serves as a placement reference position for the molding material.
  • the bottom of the mold serves as a processing standard for the molding surface of the mold. Therefore, it is preferable to process both the side surface and the bottom surface with high accuracy.
  • the weight of the molding material can be accurately matched to the mold surface.
  • the stepped portion can be formed by cutting a predetermined amount from the molding surface to the bottom surface (set according to the size of the holding member, but about 10 mm, for example).
  • the molding surface is processed.
  • irregularities are formed on the molding surface as described above.
  • the mold production method II a through hole is formed in the mold. Manufacturing method of molded product When manufacturing the molding die and molding die II used in ⁇ , the through hole should be formed so as not to overlap the position corresponding to the refractive power measurement reference point of the spectacle lens to be finally obtained. Deploy.
  • the diameter of the through-hole is preferably set so as to satisfy the above formula 1.
  • the diameter of the through hole can be set to, for example, a minimum ⁇ ⁇ .
  • heat-resistant materials that are suitably used as mold materials generally have high hardness (for example, Vickers hardness of 7 to 24 Hv), so it is desirable to form through holes using thin needle-like members (such as carbide drills). Then, problems such as breaking of the needle-shaped member may occur.
  • the present invention it is preferable to perform drilling step by step in at least two steps.
  • a hole is formed from the surface opposite to the molding surface of the molding die (molding die bottom surface) to the position without penetrating the molding surface using the first needle-like member.
  • the second drilling step the second needle-like member is inserted into the hole formed in the first drilling step to perform a drilling operation, and the hole is penetrated through the molding surface.
  • the diameter of the tip of the second needle-like member is smaller than the diameter of the tip of the first needle-like member, as in the case of drilling in one step using a thin member.
  • the problem that the member is broken can be avoided, and a small-diameter through hole can be formed. Specifically, when a through hole having a diameter of 0.3 to 0.5 mm is formed on the molding surface, a first needle-shaped member having a tip diameter of 0.3 to 0.5 mm is used. As the second acicular member, one having a tip diameter of 2 to 4 mm can be used.
  • the tip of the needle-like member is also formed with a material strength with high hardness.
  • a material is cemented carbide.
  • Specific examples of the cemented carbide include a mixture composed of the components shown in Table 1 below.
  • cemented carbide containing tungsten carbide for example, 92 to 95% by mass
  • cobalt for example, 5 to 8% by mass
  • Cemented carbides include A1N, Al 2 O, (
  • the drilling step can be performed by a tap carriage, and the rotational speed of the main shaft can be about 10,000 rpm. Furthermore, at least one further drilling step can be performed between the first drilling step and the second drilling step. Also in this case, a small-diameter through hole can be formed by sequentially using a needle-like member having a diameter smaller than that of the needle-like member used in the previous drilling step.
  • the molding surface of the mold can be re-processed (ground) and used repeatedly. Since the cross-sectional diameter of the through-hole formed in the final drilling process for penetrating the hole into the molding surface appears on the molding surface, when re-working, the amount of grinding and removal by re-working is taken into account. It is preferable to determine the processing amount of the drilling step. In addition, if the mold is not re-forced, only a small portion near the molding surface may be drilled in the final drilling step.
  • the molding die manufacturing method I can also include a through-hole forming step of forming a plurality of through-holes penetrating from the molding surface to the surface opposite to the molding surface. The details are as described above.
  • the upper surface of the mold is roughly cut into a shape corresponding to the surface shape of the molded product to be manufactured (the shape of the upper surface of the molding material).
  • the surface shape is roughly cut into the approximate spherical surface.
  • the approximate spherical surface can be calculated by approximating the surface shape to the spherical shape by the least square method. If the final shape of the molding surface is not centrosymmetric, the approximate spherical surface can be calculated by specifying the position having the maximum curvature.
  • finishing can be performed.
  • the final molded surface is processed and the molded surface is processed to the desired roughness described above.
  • Cutting can be done with a lathe cage.
  • Omm can be used as a processing blade for turning force.
  • the finish cutting is performed for the purpose of forming the surface with high accuracy and removing scratches, microcracks, etc. on the surface generated by rough cutting.
  • the amount of cutting should theoretically be about 10 times the surface roughness.
  • the feeding interval of the machining blade is preferably 0.1 to 0.25 mm. to this
  • the concave / convex period of the molding surface can be configured at the same interval.
  • the machining locus is not limited as long as it is an interval of the feed speed, but for example, a spiral centered on the geometric center of the mold, or a spiral centered outside the mold, straight lines arranged in parallel at equal intervals, etc. Is preferred.
  • the surface properties of a general mold for hot sag molding are mirror surfaces having a maximum height of 0.05 ⁇ m and an arithmetic average roughness of about 0.006 / z m.
  • the mirror surface is generally a force that can be obtained by polishing.
  • the molding surface is processed into a surface rougher than the mirror surface, it can be formed only by cutting without polishing.
  • the present invention can be suitably used for eyeglass lens saddle molding.
  • FIG. 1 An enlarged schematic view of a contact state between a molding die and a molding material before and after heat softening is shown.
  • FIG. 2 shows a specific example of the arrangement of through holes on the molding surface.
  • FIG. 3 A schematic diagram of the contact state between the molding material and the mold before and after softening is shown.
  • FIG. 4 is an explanatory view showing an example of a suction method.
  • FIG. 5 is a specific example of the uneven pattern on the molding surface.

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Abstract

本発明は、熱軟化性物質からなる成形素材を成形型成形面上に配置し、前記成形素材を変形可能な温度まで加熱し、該成形素材の下面を前記成形面に密着させることにより、前記成形素材の上面を所望の形状に成形する成形品の製造方法に関する。前記成形型として、成形面に最大高さＲｍａｘが０．１～１００μｍの範囲であり、かつ局部山頂の平均間隔Ｓが０．０１～１．００ｍｍの範囲である複数の凹凸を有する成形型を使用する。更に本発明は、成形型およびその製造方法に関する。本発明によれば、熱垂下成形法により、型と成形素材との融着を起こすことなく所望形状の成形品を高精度かつ高い生産性をもって製造することができる。

Description

明 細 書
成形品の製造方法、成形型およびその製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、熱垂下成形法による成形品の製造方法、熱垂下成形法に使用され得る 成形型およびその製造方法に関する。
背景技術
[0002] 眼鏡レンズ用ガラスモールドの成形方法としては、機械的研削研磨法や、機械的 研削法や放電加工等の電気的加工法により作成した耐熱性母型を用い、これにガラ スブランクスを接触加熱軟化させて母型の面形状を転写する方法等、得ようとする面 形状ごとに研削プログラムを用いたり、対応する面形状を有する母型を成形する方法 が採用されている。
[0003] 近年、軸対称の非球面レンズ設計を組み入れることにより、薄肉軽量ィ匕を図った多 焦点眼鏡レンズの需要が増大している。そのため、このような複雑な形状の眼鏡レン ズを得るためのモールドの成形法として、熱垂下成形法が提案されている（特開平 6 130333号公報、特開平 4 275930号公報参照）。
発明の開示
[0004] 熱垂下成形法は、ガラス等の熱軟化性物質からなる成形素材を型の上に載せ、そ の軟化点以上の温度に加熱することにより成形素材を軟化させて型と密着させること により、型形状を成形素材の上面に転写させて所望の面形状を有する成形品を得る 成形法である。熱垂下成形法では、型成形面の面形状を成形素材上面に転写する ため、従来、成形精度を高めるために型成形面に鏡面加工を施し平滑性を高めるこ とが行われていた。しかし、型成形面を平滑にするほど、成形素材との融着が発生し て離型が困難となり、成形型および成形素材双方に損傷を与えるという問題がある。 このように、熱垂下成形法では、成形精度と成形素材との融着防止の両立はきわめ て困難であった。
[0005] また、熱垂下成形法では、成形型成形面と成形素材下面との密着が不十分である ために成形素材上面を所望の形状に成形することが困難な場合もある。これは、成 形型を構成する材料と成形素材との熱膨張係数の違いに起因すると考えられる。
[0006] かかる状況下、本発明の目的は、熱垂下成形法により、成形素材と型との融着を起 こすことなぐ所望の形状を有する成形品を得ることができる手段を提供することにあ る。
更に、本発明は、熱垂下成形法により所望の面形状を有する成形品を高精度に得 るための手段を提供することも目的とする。
[0007] 本発明は、
熱軟化性物質からなる成形素材を成形型成形面上に配置し、
前記成形素材を変形可能な温度まで加熱し、該成形素材の下面を前記成形面に密 着させることにより、前記成形素材の上面を所望の形状に成形する成形品の製造方 法であって、
前記成形型として、成形面に最大高さ Rmaxが 0. 1〜： LOO /z mの範囲であり、かつ 局部山頂の平均間隔 Sが 0. 01〜1. 00mmの範囲である複数の凹凸を有する成形 型を使用する成形品の製造方法
に関する。
[0008] 更に、本発明は、
熱軟化性物質からなる成形素材を成形型成形面上に配置し、
前記成形素材を変形可能な温度まで加熱し、該成形素材の下面を前記成形面に 密着させることにより、前記成形素材の上面を所望の形状に成形する成形品の製造 方法であって、
前記成形型として、成形面力 成形面とは反対の面へ貫通する貫通孔を複数有す る成形型を使用し、
前記成形時に、前記貫通孔を通して吸引を行うことを含み、
前記成形品は眼鏡レンズ用铸型または铸型の一部であり、かつ、
前記貫通孔の成形面側開口は、前記密着時、成形素材下面の前記眼鏡レンズに おける屈折力測定基準点に相当する位置と重なり合わないように配置されている、前 記方法
に関する。 [0009] 更に、本発明は、
成形型成形面上に配置した熱軟化性物質からなる成形素材を変形可能な温度ま で加熱し、該成形素材の下面を前記成形面に密着させることにより、前記成形素材 の上面を所望の形状に成形する成形法に使用される成形型であって、
前記成形面に最大高さ Rmaxが 0. 1〜： LOO /z mの範囲であり、かつ局部山頂の平 均間隔 Sが 0. 01-1. 00mmの範囲である複数の凹凸を有する成形型
に関する。
[0010] 更に、本発明は、
成形型成形面上に配置した熱軟化性物質からなる成形素材を変形可能な温度ま で加熱し、該成形素材の下面を前記成形面に密着させることにより、前記成形素材 の上面を所望の形状に成形して成形品を得る成形法に使用される成形型であって、 成形面から成形面とは反対の面へ貫通する貫通孔を複数有し、
前記成形品は眼鏡レンズ用铸型または铸型の一部であり、
前記貫通孔の成形面側開口は、前記密着時、成形素材下面の前記眼鏡レンズに おける屈折率測定部に相当する位置と重なり合わな 、ように配置されて 、る、前記成 形型
に関する。
[0011] 更に、本発明は、
研削および Zまたは切削加工により成形面を形成し、かつ、
前記加工により、前記成形面上に、最大高さ Rmaxが 0. 1〜： LOO /z mの範囲であり 、かつ局部山頂の平均間隔 Sが 0. 01-1. 00mmの範囲である複数の凹凸を形成 することを含む成形型の製造方法
に関する。
[0012] 更に、本発明は、
貫通孔を有する成形面を含む成形型の製造方法であって、
前記成形型の成形面とは反対の面から、第一の針状部材を用いて前記成形面に貫 通しない位置まで孔あけを行う第一の孔あけ工程と、
前記第一の孔あけ工程で形成した孔に第二の針状部材を挿入し、前記孔を成形 面に貫通させる第二の孔あけ工程を含むことを特徴とする、前記方法 に関する。
[0013] 本発明によれば、熱垂下成形法により、型と成形素材との融着を起こすことなく所 望形状の成形品を高精度かつ高い生産性をもって製造することができる。
発明を実施するための最良の形態
[0014] 成形品の製诰方法
本発明の第一の成形品の製造方法 (以下、「成形品の製造方法 I」という）は、熱軟 化性物質からなる成形素材を成形型成形面上に配置し、前記成形素材を変形可能 な温度まで加熱し、該成形素材の下面を前記成形面に密着させることにより、前記成 形素材の上面を所望の形状に成形する成形品の製造方法に関する。成形品の製造 方法 Iでは、前記成形型として、成形面に最大高さ Rmaxが 0. 1〜： LOO /z mの範囲で あり、かつ局部山頂の平均間隔 Sが 0. 01-1. 00mmの範囲である複数の凹凸を有 する成形型を使用する。
本発明の第二の態様の成形品の製造方法 (以下、「成形品の製造方法 II」という）は 、熱軟化性物質からなる成形素材を成形型成形面上に配置し、前記成形素材を変 形可能な温度まで加熱し、該成形素材の下面を前記成形面に密着させることにより、 前記成形素材の上面を所望の形状に成形する成形品の製造方法に関する。成形品 の製造方法 IIは、前記成形型として、成形面から成形面とは反対の面へ貫通する貫 通孔を複数有する成形型を使用し、前記成形時に、前記貫通孔を通して吸引を行う ことを含み、前記成形品は眼鏡レンズ用铸型または铸型の一部であり、かつ、前記貫 通孔の成形面側開口は、前記密着時、成形素材下面の前記眼鏡レンズにおける屈 折力測定基準点に相当する位置と重なり合わな 、ように配置されて 、る。
以下、成形品の製造方法 I、 IIの詳細を説明する。
[0015] 成形品の製诰方法 I
成形品の製造方法 Iでは、成形面に最大高さ Rmaxが 0. 1〜： LOO /z mの範囲であり 、かつ局部山頂の平均間隔 Sが 0. 01-1. 00mmの範囲である複数の凹凸を有す る成形型を使用する。成形面に上記凹凸を有する成形型によれば、成形素材との融 着を防止しつつ、型成形面の表面性が成形素材上面形状に影響を及ぼすことなぐ 成形素材上面を所望の形状に成形することができる。
[0016] 前記凹凸の最大高さ Rmaxは 0. 1〜： LOO μ mの範囲であり、かつ局部山頂の平均 間隔 Sは 0. 01〜1. OOmmの範囲である。なお、前記 Rmaxiお IS BO601— 1982 に規定された表面粗さの定義に従って測定された値をいう。また、前記局部山頂の 平均間隔 Sは、例え «JIS K7125に規定された定義に従って測定された値をいう。 前記凹凸の Rmaxおよび Sが、それぞれ上記範囲よりも小さいと成形素材との融着が 発生し、生産性が低下する。一方、前記凹凸の Rmaxおよび Sが、それぞれ上記範 囲を超えると、型成形面の粗さが成形素材上面に影響を及ぼし、所望の形状を有す る成形品を得ることができない。前記粗さ最大高さ Rmaxは、好ましくは 1〜： ίΟ /ζ πι、 より好ましくは 3〜9 /ζ πιである。前記局部山頂の平均間隔 Sは、好ましくは 0. 01〜0 . lmm、より好ましくは 0. 05〜0. 5mmである。また、前記成形面の粗さは、 JIS B O601— 1982に規定された表面粗さの定義に従って測定される算術平均粗さ Raと しては、好ましくは 0. 01〜： L0 μ m、より好ましくは 0. 1〜1 μ m、さらに好ましくは 0. 3〜0. である。
[0017] 一般に熱垂下成形法に使用される成形型の成形面は、研磨などにより鏡面加工さ れる。しかし、成形素材と接触する成形型の成形面が研磨面のような平滑面であると 、成形素材との融着が頻繁に発生し、成形材料の除去の際に成形型表面を痛める などして耐久性が低下する。これは、例えばガラス製の成形素材を使用する場合に は、ガラス転移温度 (Tg)を越えたガラスが自重に耐えられなくなり、重力によって軟 化および形状変化をし、成形型成形面に接触し、更に軟化が進むにつれ、成形型 成形面の粗さ内部まで軟ィ匕ガラスが浸透し融着が起きるためと考えられる。
それに対し、前記成形型は、従来熱垂下成形法に使用されていた成形型と比べて 表面粗度が大きい。図 1に、加熱軟化前後の成形型と成形素材との接触状態の拡大 模式図を示す。図 1に示すように、本発明の成形型では、軟化の進行と共に成形素 材の一部で融着が発生しても、融着は成形面全面では発生せず、凸部の一部にの みに限定され、成形素材と成形型の成形面の接着強度が強固にならない。このため 成形型からの成形素材の除去が容易になり、成形型および軟化後の成形素材 (成形 品）の損傷を防ぐことができる。 更に、本発明の成形型成形面の表面粗度は、成形素材上面形状に影響を及ぼさ ない範囲に規定されている。これにより、本発明の成形型によれば、融着防止と成形 精度を両立することが可能となる。
[0018] 上記凹凸の高さおよび間隔の測定は、例えばテーラーホブソン社製のフォームタリ サーフを主として用いて行うことができる。フォームタリサーフはルビーもしくはダイヤ モンドが測定子の先端に配置され、測定子先端がレンズの表面上を接触しながら移 動し、レンズ表面を走査して表面形状を測定する。その測定走査軌跡は通常直線の みとなつている。測定は表面の一部で行い、測定の走査方向が成形型成形面凹凸 に直交するように行う。測定後は測定値の凹凸の高さと間隔力 それぞれ成形型成 形面凹凸高さ及び凹凸間隔を解析して求める。
[0019] 前記の表面粗さを有する成形面は、研磨を行わず、通常の切削または研削加工の みで得ることができる。なお、成形型の製造方法の詳細については後述する。形成さ れる凹凸パターンは、使用する研削機、切削機の種類により異なるが、前記凹凸は いずれのパターンを取ることもできる。凹凸パターンの具体例を図 5に示す。図 5 (a) は円形パターン、図 5 (b)は楕円形パターン、図 5 (c)は筋状パターンである。
[0020] 前記成形面は、自由曲面形状であることが好ま 、。これにより、球面形状をした研 磨面を有する高精度な球面形状成形素材と自由曲面形状型との組み合わせにより、 成形素材上面に、自由曲面の光学面を容易に形成することができる。本発明によれ ば、成形面を自由曲面形状に研磨するという工程を必要とせずに、鏡面の自由曲面 ガラス光学面を得ることができる。これは、コスト面および生産性の点で大きな利点で ある。なお、後述する成形品の製造方法 Πで使用される成形型も、成形品の製造方 法 Iで使用される成形型と同様の凹凸を有することが好ましい。
[0021] 开 の 1¾告 II
成形品の製造方法 Πにより製造される成形品は、眼鏡レンズ用铸型または铸型の 一部である。前記铸型は、注型重合により眼鏡レンズを製造するために使用すること ができる。成形品の製造方法 IIでは、成形型として、成形面から成形面とは反対の面 へ貫通する貫通孔を複数有する成形型を使用し、成形時に、それら貫通孔を通して 吸引を行う。また、前記貫通孔の成形面側開口は、前記密着時、成形素材下面の前 記眼鏡レンズにおける屈折率測定部に相当する位置と重なり合わないように配置さ れている。
[0022] 前述のように、熱垂下成形法では、成形型成形面と成形素材下面との密着が不十 分であるために成形素材上面を所望の形状に成形することが困難な場合がある。そ こで、成形品の製造方法 IIでは、成形面と成形素材下面との密着性を高めるために 複数の貫通孔を有する成形型を使用し、成形時に、これら貫通孔を通して吸引を行 う。ただし、前記貫通孔の成形面側開口は、前記密着時、成形素材下面の前記眼鏡 レンズにおける屈折率測定部に相当する位置と重なり合わな 、ように配置されて 、る 。その理由を以下に説明する。
[0023] 前記铸型は、具体的には、 2枚の铸型を環状のガスケットに装着し、铸型とガスケッ トにより形成されるキヤビティ内にレンズ原料液を注入して重合を行うことにより眼鏡レ ンズを製造する際に使用することができる。一般に、この方法に使用される成形型の 設計は、眼鏡レンズの面形状を決定 (設計値の決定)→眼鏡レンズの設計値を铸型 の面形状に変換 (铸型の設計値の決定)→铸型の設計値を成形型の面形状に変換 、という手順で進められる。各変換は、公知の方法で行うことができる。こうして決定さ れた面形状を有する成形型を用いて製造された铸型のキヤビティ内部に位置する面 の形状が眼鏡レンズに転写されることにより、光学機能面を形成することができる。し かし、成形される铸型に、貫通孔を通した吸引に起因する意図しな力つた変形が生じ ると、設計値とは異なる形状の光学機能面が形成されることになる。眼鏡レンズにお V、て光学特性に最も大きく影響する位置は屈折力測定基準点である。この部分の面 形状が設計値から大きくずれると、所望の屈折率を有する眼鏡レンズを得ることは困 難となる。そこで、成形品の製造方法 IIでは、铸型表面の、眼鏡レンズに転写され屈 折力測定基準点を形成する位置に転写される箇所に、前述の変形が生じることを防 ぐために、成形型の成形面に、成形面と成形素材下面が密着するときに、成形素材 下面の眼鏡レンズにおける屈折力測定基準点に相当する位置と重なり合わないよう に、貫通孔開口を配置する。こうすることにより、屈折力測定基準点に相当する位置 に吸引に起因する変形のない眼鏡レンズ用铸型 (またはその一部）を得ることができ 、この铸型を使用することにより所望の光学特性を有する高品質な眼鏡レンズを得る ことができる。成形素材が成形され成形品 (铸型またはその一部）となった場合、該铸 型では、成形素材上面 (成形面と密着した面とは反対の面)であった面が眼鏡レンズ に転写される。前記の成形素材下面の「屈折力測定基準点に相当する位置」とは、 得られる铸型表面において眼鏡レンズの屈折力測定基準点に転写される部分となる 成形素材上面の部分に対向する、成形素材下面の部分である。
[0024] 以下に、眼鏡レンズの屈折力測定基準点について説明する。
一般に、眼鏡レンズは、単焦点眼鏡レンズ、多焦点眼鏡レンズ、および累進屈折力 眼鏡レンズに分類される。前記成形型は、いずれの眼鏡レンズの製造のためにも使 用することができるが、単焦点眼鏡レンズおよび累進屈折力眼鏡レンズの製造のた めに好適であり、累進屈折力眼鏡レンズの製造のために特に適して 、る。
[0025] 屈折力測定基準点は、 JIS T7315、 JIS T7313また ίお IS T7330に規定されてい る。屈折力測定基準点は、眼鏡レンズの物体側または眼球側の面上の例えば直径 8 . 0〜8. 5mm程度の円で囲まれる部分である。屈折力測定基準点は、単焦点眼鏡 レンズでは、レンズ表面中央部に位置する。また、累進屈折力レンズおよび多焦点眼 鏡レンズは、複数の屈折力測定基準点を有する。後述するように、累進屈折力レンズ は、汎用累進屈折力レンズ、中近累進屈折力レンズ、近近累進屈折力レンズの 3種 類に大別できる。汎用累進屈折力レンズおよび中近累進屈折力レンズには、遠用部 測定基準点と近用部測定基準点という 2つの屈折力測定基準点が存在し、近近累進 屈折力レンズには、 2つの近用部測定基準点が存在する。成形品の製造方法 IIによ り累進屈折力レンズを製造する铸型 (またはその一部)を製造する場合、前記 2つの 屈折力測定基準点に相当する位置に、成形面側開口を有さない成形型を使用する なお、累進屈折力レンズについては JIS T 7315、 JIS T 7330に概略が記載されてい る。以下に、累進屈折力眼鏡レンズについて説明する。
[0026] 累進屈折力レンズは遠方、中間、近方それぞれの視野領域を使用頻度に応じて配 分されるレンズである。使用頻度の高い遠用領域を広くとる場合が多ぐ遠方重視、 近方重視に応じて設計される。対物距離に対応した視野領域の広さの違いで用途が 異なり、汎用累進屈折力レンズ、中近累進屈折力レンズ、近近累進屈折力レンズの 3 種類に大別できる。遠方重視タイプ、遠中重視タイプと呼ばれるものもある。汎用累 進屈折力レンズは遠近両用として用いられ、遠方力 近方まで見ることができる機能 を持っているが、中間領域や近用領域の視野の広さに制限がある。一般に、遠近の 視野領域が広いほど、中間領域側に累進特有の揺れや歪みが生じやすい。中近累 進屈折力レンズは遠用領域を限定することによって中間領域や近用領域を広く持つ ている。遠用領域は汎用よりも上方の位置であり、長い累進帯をもっため、累進特有 の揺れや歪みが少ないが、遠方視には適さない。近近累進屈折力レンズは主に近 用領域で遠用領域がないため、単焦点レンズとして分類されることもある。前記いず れの分類の累進屈折力レンズも、本発明の製造方法または後述する本発明の成形 型を用いて製造される成形品を铸型として用いて製造される対象レンズとして好適で ある。
累進屈折力レンズは、レンズの凹凸面における累進要素の配置に応じて、 3種類に 分類される。第一に凸面に累進面を配置した凸面 (外面)累進屈折力レンズ、第 2に 凹面に累進面を配置した凹面（内面)累進屈折力レンズ、第 3に両面に累進要素を 分割配置した両面非球面型累進屈折力レンズ（両面複合累進とも!、う）である。 凸面型累進屈折路カレンズは凸面に累進面を有し、凸面の光学面表面形状により 累進屈折力を形成している。凹面累進屈折路カレンズも凹凸の違いを除けば同様で ある。
両面非球面型累進屈折力レンズは「外面累進屈折力レンズ」と「内面累進屈折カレ ンズ」の両方の長所を併せ持たせるため、累進帯の長さにかかわる縦方向の屈折力 変化を凸面側に、揺れや歪みにかかわる横方向の屈折力変化を凹面側に分割配置 した構造を有する累進屈折力レンズである。この「両面複合累進」の面は表裏いずれ も累進面ではない特殊な非球面で構成されており、表裏ともに累進面を用いて所定 の加入度数を表裏で分担する従来の「両面累進屈折力レンズ」とは構造的に異なる 累進屈折力レンズである。レンズの両面を複合的に活用できるため、遠中近の全て についてクリアな視野を広げることができ、特にレンズ周辺部における揺れや歪みが 改善されている。 いずれの種類の累進屈折力レンズも、本発明の製造方法または後述する本発明の 成形型を用いて製造される成形品を铸型として用いて製造される対象レンズとして好 適である。
[0028] 次に、前記貫通孔の配置について説明する。
図 3に、成形型成形面上の貫通孔の配置の具体例を示す。
前記貫通孔は、図 2 (a)に示すように、成形面全面に同一間隔で均等に設けることが できる。ただし、前述のように成形面と成形素材下面が密着するときに、成形素材下 面の眼鏡レンズにおける屈折力測定基準点に相当する位置が成形面側開口と重な り合わな!/、ように貫通孔を設ける。
[0029] 成形型の貫通孔は、好ましくは、少なくとも成形面の周縁部に配置し、より好ましく は、成形素材の外径より小さい範囲内で、少なくとも二重の同心円周上に複数個配 置する。
なお、ここで、成形面周縁部とは、成形面中心部を取り囲む部分をいい、成形面中 心部とは、例えば、成形面中心から半径 1Z2までの位置をいう。
図 2 (b)および (c)は、成形型成形面の幾何中心付近には貫通孔は配置せず、成 形面周縁部に貫通孔を配置した例である。これらの場合も、成形面と成形素材下面 が密着するときに、成形素材下面の眼鏡レンズにおける屈折力測定基準点に相当 する位置が成形面側開口と重なり合わないように貫通孔を設ける。さらに、図 2 (b)で は、配置された周縁部の貫通孔は複数の同心円上に等間隔に配置され、中心に近 い位置では貫通孔の単位面積あたりの貫通孔の数を少なくし、中心力 離れるに従 つて単位面積あたりの貫通孔の数を増力！]させている。すなわち、貫通孔は、中心部 力 周縁部に向けて増加して配置されている（中心付近には少なく周縁部では多く 配置している)。本発明者らの検討の結果、上記のように貫通孔を配置することにより 、特に成形素材としてガラス材料を用いる場合、確実な転写性を確保することができ 、あわせて全面での熱軟化変形を均一に行!、ガラス材料内部の歪み発生回避が抑 制できることが見出された。理由について詳細には未だ明らかになっていないが、次 のように推測される。
ガラス材料の変形速度および変形のしゃすさは中心部が最も大きぐ一方周辺部 においては比較的変形速度が小さぐさらに変形しにくい性質がある。後述する図 3 に示すように成形素材の下面が凸面、型成形面が凹面の場合、ガラス材料支持部分 はガラス材料の外周端部である。この場合、ガラス材料の成形面によって支持される 周端部は、加熱軟化時にも移動しにくぐ周端部周辺の軟化による変形を阻害する 要因として作用し、外周部は変形速度が小さくなり、形状変形しにくいと考えられる。 一方中心部は支持部分がなぐ軟ィ匕による変形を阻害する要因がない。実際ガラス 材料の変形は中央部から発生し、順次周辺部へと波及して進行することが本発明者 らによって明らかにされた。
しカゝしながらガラス材料周縁部と中央部での変形速度の差異はガラス材料内部に 歪みを発生させる要因となることがある。ガラス材料中央部が先行して熱軟ィ匕変形し 、周縁部では変形しないと、ガラス材料の中心部と周縁部の間には歪みが発生する ためである。さらに周辺部での変形速度が小さいことおよび変形しにくいことは、転写 精度を低下させる要因ともなる。従って、貫通孔を型成形面周縁部に多く配置して変 形しにくい周縁部吸引力の配分を強化し、変形しやすい中心部は少なく配置し、単 位面積あたりの吸引力を適切に配分することにより、確実な転写性を確保し、あわせ て全面での熱軟ィヒ変形を均一に行いガラス材料内部の歪み発生を回避することが できると考えられる。このように、貫通孔の配置によってガラス材料の場所による変形 速度、変形のしゃすさの違いを制御して、ガラス形状の転写再現性を向上させること ができる。あわせて、貫通孔を通して吸引を行うことにより、成形素材の変形時間を短 縮し、生産性を高めることができると 、う利点もある。
貫通孔の配置は成形する素材毎に適宜選択することができる。例えば加工対象の 形状が平均曲率 8カーブ以上など比較的カーブが大きい場合は図 3 (b)が、平均曲 率 5カーブ以下等比較的カーブが小さい場合は図 3 (c)が好適である。また、図 2 (a) に示すように全面に均等に貫通孔を配置することは、累進屈折力レンズなどの自由 曲面形状に対し好適である。
成形型に形成する貫通孔の数は特に限定されるものではなく適宜決定することが できるが、例えば 80〜： LOOmm程度の直径を有する成形面の場合、成形面上に 6〜 60個程度の貫通孔開口を配置することができる。 [0031] また、成形品の製造方法 Iでも、成形面から成形面とは反対の面へ貫通する貫通孔 を複数有する成形型を使用し、加熱成形時に貫通孔を通して吸引を行うことが好まし い。成形品の製造方法 Iで使用される成形型は、図 1に拡大模式図を示したように、 表面に凹凸を有する。加熱軟化により型成形面と成形素材下面とを密着させた後も 、成形面と成形素材との間には、図 1 (b)に示すように空間が存在する。この空間が 形成されることにより、前述のように融着防止効果を得ることができる。他方、この空間 に空気が残留し空気溜まりが形成される。空気溜まりが成形面と成形素材との間に 滞留すると、空気の排出が行われず閉じこめられることがある。ところが空気だまりは 成形面と成形素材との間に空間を形成し、成形素材が成形面と接触して成形面によ る成形素材の形状制御を阻害する要因となる。そこで、成形品の製造方法 Iでは、成 形面に貫通孔を設けて吸引を行うことにより、この空気溜まりを除去することができる 。成形品の製造方法 Iにおいて使用する成形型として貫通孔を有する成形型を使用 する場合、先に説明した理由から、成形品の製造方法 Πと同様に成形型に貫通孔を 配置することが好ましい。
[0032] 次に、成形品の製造工程について説明する。
まず、成形型成形面上に、熱軟化性物質からなる成形素材を配置する。前記熱軟 化性物質としては、ガラスを用いることができる。中でも、クラウン系、フリント系、ノリウ ム系、リン酸塩系、フッ素含有系、フッリン酸系等のガラスが適している。ガラス材料 素材の構成成分として、第一には、例えば SiO、 B O、 Al O
2 2 3 2 3を含み、ガラス材料組 成はモル百分率で SiO力 5〜85%、 Al O力 〜32%、 Na O+Li Oが 8〜30% (
2 2 3 2 2
但し Li Oは Na O+Li Oの 70%以下）、 ZnOおよび
2 2 2 Zまたは Fの合計量が 2〜13
2
% (但し F < 8%)、 Li O+Na O/Al O力^ Z3〜4Zl、 SiO +A1 O +Na 0 +
2 2 2 2 3 2 2 3 2
Li O+ZnO+F〉90%なるガラスが適している。
2 2
[0033] また第 2には、例えばガラス材料組成はモル百分率で SiO力 0〜76%、 Al Oが
2 2 3
4. 8〜14. 90/0、Na O+Li Oカ 13. 8〜27. 3% (ffiLLi 0«Na O+Li Ο(Ό70%
2 2 2 2 2 以下）、 ZnOおよび Ζまたは Fの合計量が 3〜11% (但し Fく 8%)、 Li O+Na O
2 2 2 2
/Al O力 ¾/3〜4/l、 SiO +A1 O +Li O+Na O+Li O+ZnO+F〉90%
2 3 2 2 3 2 2 2 2 なるガラスは好適である。 [0034] カロえて第 3には例えば、
SiO (47. 8%)、A1 0 (14. 0%)、Na O (12. 1%)、Β Ο (%)、ZnO (6. 0%)、
2 2 3 2 2 3
F (2%)、 MgO (2%)、Li O (16. 1%)、AS O (0. 3%)よりなるガラス組成：
2 2 2 3
さらに第 4には例えば、
SiO (63. 6%)、A1 0 (12. 8%)、Na O (10. 5%)、 B O (1. 5%)、ZnO (6. 3
2 2 3 2 2 3
%)、 Li 0 (4. 8%)、 As O (0. 3%)、 Sb O (0. 2%)よりなるガラス組成はさらに好
2 2 3 2 3
適である。
そして 10%を越えない範囲で他の金属酸化物、例えば MgO、 PbO、 CdO、 B O
2 3
、 TiO、 ZrOや着色金属酸化物等をガラスの安定化、溶融の容易、着色等のため
2 2
に加えることができる。
[0035] またガラス材料の他の特徴として、例えば熱的性質は、歪点 460〜483°C、除冷点 490〜621°C、軟化点 610〜770°C、ガラス転移温度 (Tg)力 10〜665°C、屈伏点 (Ts)力 35〜575。C、比重は 2. 47〜3. 65 (gZcm3)、屈折率は、 Ndl. 52300〜 1. 8061、熱拡散比率は 0. 3〜0. 4cm2水 min、ポアソン比 0. 17〜0. 26、光弾性 定数 2. 82 X 10E— 12、ヤング率 6420〜9000kgfZmm2、線膨張係数 8〜： L0 X 1 0E— 6Z°Cが適しており、また歪点 460°C、除冷点 490°C、軟ィ匕点 650°C、ガラス転 移温度 (Tg)が 485°C、屈伏点 (Ts)が 535°C、比重は 2. 47 (g/cm3)、屈折率は、 Ndl. 52300、熱拡散比率は。. 3576cm2 * min、ポアソン比。. 214、光弾性定数 2. 82 X 10E— 12、ヤング率 8340kgfZmm2、線膨張係数 8. 5 X 10E— 6Z。C力 S 特に好適である。
但し、本発明は、上記ガラス以外にも適用可能であり、上記態様に限定されるもの ではない。
[0036] 前記成形素材は、熱軟ィ匕性物質を所望の形状に加工することにより得ることができ る。成形素材の加工は、公知の方法で行うことができる。成形素材の形状は、平板状 、球状、楕円形状、回転対称形状 (トーリックレンズ、非球面回転対称屈折力レンズ） 、自由曲面形状 (累進屈折力レンズ、非球面型両面屈折力レンズ)等であることがで き、好ましくは、両面に球面の研磨面を有するメニスカス形状である。成形素材の表 面は、鏡面とすることが好ましぐその表面粗度は、粗さ最大高さ RmaxO. m以 下であることが好ましぐ算術平均粗さ Raは 0. 005 m以下であることが好ましい。 成形素材の粗さの下限値は、例えば、最大粗さ Rmaxで 0. 01 μ m、算術平均粗さ R aで 0. Οΐ πιである。
[0037] 次 、で、前記成形素材を、成形型上で変形可能な温度まで加熱する。変形可能な 温度とは、成形素材がガラスカゝらなるものである場合には、ガラス転移点 (Tg)以上の 温度であることが好ましい。加熱は、公知の方法、例えば成形型を電気炉内に配置 して行うことができる。成形素材が設定した温度となるように電気炉内の雰囲気温度 を制御することにより、成形素材を所望の温度に加熱することができる。なお、温度制 御の詳細については後述する。
[0038] 図 3に、軟化前後の成形素材と成形型との接触状態の模式図を示す。図 3 (a)に示 すように、加熱前には、成形素材下面と成形面との間には、一部に隙間が生じており 完全に密着していない。この状態で成形素材を加熱すると、軟化により成形素材の 流動性が増し、図 3 (b)に示すように、成形面と密着した状態になる。なお、ここでいう 「密着」とは、成形面表面の凹凸内にまで成形素材が侵入した状態を意味するもので はない。
[0039] 本発明では、図 3に示すように、成形素材を配置した成形型上に、防塵用の蓋をか ぶせ、成形時の異物 (塵、埃等)混入を防止することができる。また、図 2に示すように 、成形型周縁部に、保持部材を配置することもできる。この保持部材は、成形素材の 位置決めに有効である。
[0040] 成形素材を変形可能な温度まで加熱して成形素材を成形する際、成形品の製造 方法 IIでは貫通孔を通して吸引が行われる。成形品の製造方法 Iでも、貫通孔を通し た吸引を行うことができる。前記吸引は、貫通孔を通して吸引を行いつつ、高精度で 成形を行うために、貫通孔の直径、吸引時の成形素材の粘度、成形素材の厚み、吸 引圧力が下記式 1を満たすように行うことが好ましい。特に、前述のように、成形品の 製造方法 Iで使用される成形型は、従来の熱垂下成形用成形型に比べて成形面の 表面粗度が高い。このような成形型において、貫通孔を通して過度に吸引を行うと、 成形面の表面粗さや貫通孔形状が、成形素材上面形状に影響を及ぼすおそれがあ るため、吸引を行う場合は下記式 1を満たすように行うことが好ましい。 [数 1]
式 1
H K 2
(Ρ)
[0041] 式 1は、具体的には、下記式 1 1であることができる。
[0042] [数 2] 式 1 1
2.0 χ 10"8 (7) χ 102 (Τ)2
36(尸）
[0043] 上記式中、 Ηは貫通孔の直径 (mm)、 Vは吸引時のガラス素材の粘度 (poise)、 T はガラス素材の厚み（mm)、 Pは吸引圧力（mmHgZcm2)である。但し、 lpoise = 0 . lPa' sである。そして Kは係数であり 1. 8〜3. 0 X 10— 9が好適である。 )
[0044] 具体的には、貫通孔の直径は、 0. 3〜0. 5mm,吸引時の成形素材の粘度は、 6.
81 X 10+7〜1. 26 X 10+8poise、成形素材の厚みは、 4〜7mm、吸引圧力は、 80〜 120mmHg/cm2 ( = l. 0 X 104〜1. 6 X 104Pa/cm2)とすることができる。
なお、成形素材の厚みは、成形中同一とみなし、上記式 1において、成形素材の厚 みは、成形開始時の厚みとする。本発明では、上記式 1に基づき、加熱軟化時の成 形素材の温度を熱電対等でモニターして成形素材の粘度を割り出し、吸引圧力を設 定することができ、また、使用する成形素材の粘度特性から求められる粘度と温度と の相関から、吸引圧力を設定することもできる。
[0045] なお、吸引するときのガラス材料は加熱により軟ィ匕状態にある。本発明者らは軟ィ匕 状態にあるガラスの変形は粘弾性体と同様な振る舞いをすることを見出した。そこで 、本発明では、好ましくは、粘弾性変形による特徴を考慮して前記吸引を行う。以下 、この点について説明する。
ガラス材料が粘弾性的に変形する場合、凹凸両面は片面が面と接する方向に圧縮 され、一方対向する面は伸張されて変形する力 凹凸両面中間には、面の接線方向 に圧縮、伸張がない面（中立面)が存在する。そして粘弾性体の変形は一般に支持 固定部分では変形量が小さぐ変形速度も小さくなる。一方支持部分から離れた部 分は変形量が大きぐ変形速度も大きくなる傾向がある。例えば板状粘弾性体の形 状変化を考える。粘弾性体の変形量は中立面で考えると明確であるため以降特に断 らない限り粘弾性体の中立面を対象とする。粘弾性体中立面は両端が固定支持され 、重力のように一定の力 (V)を加えた場合、支持固定位置を原点とする原点からの 距離 Xと変形量 wは、次式で表されることが知られて ヽる。
式 2
w=VX2/2D * (L-X/3)
ここで Dは曲げ剛性率 (素材により一定)、 Lは粘弾性体の断面長さ（固定値)とする すなわち上記式 2より、粘弾性体の変形量は支持部分を 0として、支持部分から離 れるにしたがって 2次曲線的に変化することがわかる。前述のように、成形素材下面 が凸面、型成形面が凹面の場合、ガラス材料はガラス材料の周縁端部で支持固定さ れ、中央部付近は離間して載置される。よって、ガラス材料が粘弾性体的な変形を起 こすならば、その変形は中央部では大きぐさらに周縁の支持固定部分では小さくな ることが予測される。従ってガラス材料はガラス材料全体に均一に作用する重力のみ では変形しにくい部分があり、特に支持固定部分では変形しにくい。そこで、本発明 者らは型成形面における貫通孔の配置を、変形しやすい中央部では少なくし、変形 しにくいガラス材料端部には多くして吸引力を周縁部に多く配分した。即ち、中央部 と周縁部の貫通孔の配置は、前記式 2を補完する様に、中央部を最小とし周縁部に 近づくに従い増カロさせて配置した。また貫通孔の配分を、前記式に従い、中心から の距離に比例して 2次関数的に増加させるとさらに好適である。
次に、吸引方法について図 4に基づき説明する。図 4は、吸引方法の一例を示す図 である。但し、本発明は、図 4に示す態様に限定されるものではない。
図 4に示すように、成形素材を配置した成形型 402を、吸引台 403に配置する。吸 引は、吸引台 403および吸引ポンプ部 404にて行う。吸引台 403は、成形型の載置 場所が凹形状にくぼんだ中空の板状の台である。素材は、例えば耐熱ステンレス材（ SUS310S)であり、吸引台上面の成形型載置場所には、吸気口 407が配置されて いる。さらに吸引台下面には、吸気された気体を吸引ポンプへ送出するための排気 口があり、吸引ポンプに連結された吸引端子 405に接続されている。吸引圧力は、先 に示した式 1を満たすように設定することが好ましぐ例えば、 80〜120mmHg ( 1 . Ο Χ 104〜1. 6 X 104Pa)とすることができる。
[0047] 次に、本発明の成形品の製造方法の具体的態様について説明する。但し、本発明 は下記態様に限定されるものではな 、。
まず、好ましくはクリーンルーム内で、成型面を上にして成形型を設置する。前述の ように保持部材を用いる場合には、成型面周縁部および側面の段付け部に保持部 材を勘合させる。そして保持部材に沿ってガラス素材を成型面の所定の位置に載置 する。水平方向にはガラス素材側部端面が保持部材によって支持固定され、一方垂 直方向にはガラス素材下面の周縁部端面が、成形型の成型面と接触して保持固定 される。そしてガラス素材の成形型との接触面側の中央部は、型成型面より離間して いる。離間の距離は、成形面素材下面および型成形面の形状により異なるが、通常 約 0. 1〜2. Omm程度である。
[0048] 次 、で、好ましくは蓋部材を保持部材と勘合させて載置する。蓋部材でガラス素材 を配置した成形型上部開放部を閉塞した後、クリーンルームから電気炉へ搬送し、電 気炉の吸引台に成形型、保持部材、ガラス素材、蓋部材の組み合わせを吸引台に 載置して電気炉によって加熱処理、及び吸引装置によって吸引処理を行う。異物混 入を確実に防止するためには、このようにクリーンルーム内でガラス素材の成形型へ の配置等を行うことが好まし 、。
[0049] 電気炉にお 、て、あらかじめ設定された温度プログラムに基づ 、て温度制御をしな がら加熱軟化処理を行うことができる。電気炉としては、バッチ型電気炉、連続投入 型電気炉の 、ずれを用いてもょ 、。まずバッチ型電気炉にっ 、て説明する。
[0050] バッチ型電気炉は、比較的小さい閉じた空間内に被加工物を設置し、予め決めら れた温度プログラムに従って炉内の温度を変化させる装置である。複数のセンサー を備え、複数のセンサーにより温度を計測し、各ヒーターを制御して温度管理をする ことができる。ノ ツチ型の熱軟ィ匕炉は、内部に被加工物を保持する支持部がある。更 に支持部は炉内で可動する。支持部が稼働することによって炉内の場所による温度 分布の不均衡を平均化することができる。 [0051] 次に連続投入型電気炉について説明する。
連続投入型電気炉は入り口と出口を有しており、設定された温度分布の電気炉内 部を、コンベア一等の搬送装置によって被力卩ェ物を一定時間で通過させて熱処理を 行う装置である。連続投入型電気炉では、発熱と放熱を考慮した複数のヒーターと炉 内空気循環の制御構造によって、炉内部の温度分布を均一化することができる。
[0052] 電気炉の各センサーとヒーターの温度制御には、 PID制御を用いることができる。
なお、 PID制御は、プログラムされた所望の温度と実際の温度との偏差を検出し、所 望の温度との偏差力^になるように戻す (フィードバック）ための制御方法である。そし て PID制御とは、偏差から出力を計算するときに、「比例（Proportional)」、「積分 (I ntegral)」、「微分 (Differential)」的に求める方法である。 PID制御の一般式を次 に示す。
[0053] [数 3]
PID S機 ©— '般式
d
I
Ρ項
= ·Δす
j一
Figure imgf000021_0001
= ― と ϋ L
1
― —丄） したがって，
κ
V = Kp + J¾ ¾ +—- (e„― if ーリ
[0054] 上記式中、 eは偏差、 Kはゲイン (添字 Pのゲインを比例ゲイン、添字 Iのゲインを積 分ゲイン、添字 Dのゲインを微分ゲイン）、 A tはサンプル時間（サンプリング時間、制 御周期）、添字 nは現在の時刻を示す。
PID制御を用いることにより、投入された処理物形状および数量による熱量分布の 変化に対する炉内温度の温度制御精度を高くすることができる。また電気炉内にお ける搬送は、無摺動方式 (例えばウォーキングビーム)を採用することができる。
[0055] 本発明において使用可能な連続投入型電気炉の具体的態様は、搬送方式が無摺 動方式、温度制御が PID制御、温度測定器は"プラチナ製 K熱電対 30ポインド'、 最高使用温度は 800°C、常用使用温度は 590〜650°C、内部雰囲気はドライエアー (オイルダストフリー）、雰囲気制御は入り口エアーカーテン、炉内パージ、出口エア 一カーテン、温度制御精度は ±3°C、冷却方法は空冷、吸引部は炉内 3ポジションで ある。
[0056] 電気炉内の温度は、ガラス素材としてガラス材料を用いる場合、加熱昇温により室 温力もガラス転移点を越えて、ガラス軟ィ匕点未満まで上昇させることができる。ガラス 軟ィ匕点未満で一定時間温度を保持した後、徐冷して室温まで温度を下げることが好 ましい。
[0057] 電気炉内の温度制御は、所定時間を 1サイクルとして行われる。
以下に、ガラス素材としてガラス材料を用いて 17時間を 1サイクルとする温度制御 の一例を説明する。但し、本発明は以下に示す態様に限定されるものではない。
[0058] 炉内の温度制御は、 7つの工程で行うことができる。第一の工程は (A)予備昇温ェ 程、第二の工程は（B)急速加熱昇温工程、第三の工程は (C)低速加熱昇温工程、 第四の工程は (D)定温保持工程、第五の工程は (E)低速冷却工程、第六の工程は (F)急速冷却工程、第七の工程は（G)自然冷却工程である。
[0059] 第一の工程である (A)予備昇温工程にぉ 、ては、室温付近の一定温度で 90分間 固定する。ガラス材料各部の温度分布を均一にし、加熱軟化加工の温度制御による ガラス材の熱分布が容易に再現できるようにするためである。固定する温度は室温程 度（約 20〜30°C)の何れかの温度にて行う。
[0060] 第二の工程は（B)急速加熱昇温工程であり、室温 (例えば 25°C)からガラス転移温 度（以降 Tgともいう）— 50°C (以降 T1ともいう）まで、例えば 4°CZminの速度で約 90 分加熱する。そして第三の工程である（C)低速加熱昇温工程は、温度 T1からガラス 軟ィ匕点より約— 50°C (以降 T2ともいう）まで、例えば 2°CZminで 120分間加熱する 。第四の工程である（D)定温保持工程は、温度 T2で約 60分温度一定にする。
[0061] 温度 T2で加熱されたガラス材料は定温保持工程で 30分加熱する。更に温度 T2で 30分加熱を行うが、前述のように貫通孔を有する成形型を使用する場合には、後半 の 30分において、成形型の貫通孔カもの吸引処理も併せて行うことができる。吸引 処理は、電気炉外部に設置された吸引ポンプを作動させて行うことができる。図 4に 示すように、吸引ポンプ 404は、吸引端子 405、吸引台 403、成形型貫通孔にそれ ぞれ接続されている。そして吸引ポンプが吸引を行うと陰圧が発生し、陰圧は成形型 の貫通高を通して成形型に載置されたガラス材料を吸引する。電気炉の温度 T2で 加熱が開始されてから 30分後から所定の耐熱性母型の吸引口により、例えば 80〜1 50mmHg ( = l . Ο Χ 104〜1. 6 X 104Pa)の圧力で吸引する。まず炉外の吸引ポン プ 404が作動して、吸引端子 405を介して中空構造をした吸引台の内部を陰圧にす る。内部が陰圧になった吸引台は成形型の底面にある貫通孔に通じている。成形型 底面の貫通孔は成形型上部の成形面まで貫通しており、成形型上に載置したガラス 材料に吸引による陰圧を作用させて吸引を行う。なお、前述のように、貫通孔を通し て吸引を行う場合は、通気性を有する蓋部材を使用することが好ましい。
[0062] 吸引が完了すると、ガラス材料の成形型への熱軟化変形が完了する。熱軟化変形 完了後、冷却を行う。冷却工程である第五の工程 (E)低速冷却工程は、 Tgの 100 °C (以降 T3ともいう）まで、例えば CZminの速度で約 300分間冷却し、軟ィ匕による 形状変化を定着させる。またこの低速冷却工程は、ガラスの歪みを除くァニールの要 素も含んでいる。
[0063] 次いで、第六の工程である（F)急速冷却工程において、速度約 1. 5°CZminで約 200°C程度まで冷却する。軟化加工を終了したガラスと成形型は、自らの熱収縮や 温度変化に対する相互の熱膨張係数の違いにより破損するおそれがある。従って破 損しない程度に温度の変化率を小さくすることが好ましい。
[0064] さらに、温度が 200°C以下になると、第七の工程である（G)急速冷却工程を行う。 ( G)急速冷却工程において、 200°C以下になると以降は自然冷却により室温まで冷 却する。
[0065] 軟化加工が完了すると、ガラス材料下面と型成形面が互いに雌雄の関係になる。
一方ガラス材料上面は、ガラス材下面の形状変形に応じて変形し、所望の光学面が 形成される。以上の工程によりガラス光学面を形成した後、ガラス材料を成形型から 除去し、成形品を得ることができる。こうして得られた成形品は、眼鏡レンズ用铸型と して用いることができる。または周縁部など一部を除去して眼鏡レンズ用铸型として 使用することができる。
0066] 本発明の第一の態様の成形型 (以下、「成形型 I」という）は、成形型成形面上に配 置した熱軟化性物質からなる成形素材を変形可能な温度まで加熱し、該成形素材 の下面を前記成形面に密着させることにより、前記成形素材の上面を所望の形状に 成形する成形法に使用される成形型であって、前記成形面に最大高さ Rmaxが 0. 1 〜100 111の範囲でぁり、かっ局部山頂の平均間隔3が0. 01〜： L 00mmの範囲 である複数の凹凸を有するものである。
本発明の第二の態様の成形型 (以下、「成形型 II」という）は、成形型成形面上に配 置した熱軟化性物質からなる成形素材を変形可能な温度まで加熱し、該成形素材 の下面を前記成形面に密着させることにより、前記成形素材の上面を所望の形状に 成形して成形品を得る成形法に使用される成形型であって、成形面から成形面とは 反対の面へ貫通する貫通孔を複数有し、前記成形品は眼鏡レンズ用铸型または铸 型の一部であり、前記貫通孔の成形面側開口は、前記密着時、成形素材下面の前 記眼鏡レンズにおける屈折率測定部に相当する位置と重なり合わないように配置さ れているものである。前記成形型は、本発明の成形品の製造方法に使用され得るも のであり、その詳細は先に説明した通りである。
[0067] 形型の ¾告 法
本発明の第一の態様の成形型の製造方法 (以下、「成形型の製造方法 I」という）は 、研削および Zまたは切削加工により成形面を形成し、かつ、前記加工により、前記 成形面上に、最大高さ Rmaxが 0. l〜100 /z mの範囲であり、かつ局部山頂の平均 間隔 Sが 0. 01-1. 00mmの範囲である複数の凹凸を形成することを含む。
本発明の第二の態様の成形型の製造方法 (以下、「成形型の製造方法 II」という）は 、貫通孔を有する成形面を含む成形型の製造方法であって、前記成形型の成形面 とは反対の面から、第一の針状部材を用いて前記成形面に貫通しな 、位置まで孔ぁ けを行う第一の孔あけ工程と、
前記第一の孔あけ工程で形成した孔に第二の針状部材を挿入し、前記孔を成形面 に貫通させる第二の孔あけ工程を含む。
[0068] 成形型の製造方法 Iにより、成形品の製造方法 Iに使用される成形型および成形型 I を得ることができる。一般的な成形型の製造方法は、切削または研削工程後、成形 面を平滑ィ匕するための研磨工程を含む。しかし、成形面は切削工程で所望の面形 状に調整されるため、研磨工程により成形面が削り取られ寸法にわずかながら誤差 が生じる場合がある。しかし、成形面に精密な三次元形状が求められる場合にはこの 誤差をも排除すべきである。よって、研磨工程を行わず、研削および Zまたは切削加 ェにより成形面を形成することは、成形型の成形面に所望の三次元形状を精密に形 成できるという利点がある。前記切削加工および Zまたは研削加工は、前記凹凸を 形成できれば特に制限はなぐ公知の方法で行うことができる。その詳細は後述する
[0069] 一方、成形型の製造方法 IIにより、成形品の製造方法 IIに使用される成形型および 成形型 Πを得ることができる。
[0070] 金属は、軟化加工の一般的な最高温度 800°Cでの耐久性に乏しぐまた熱膨張率 が大きいため、 800°C近い温度変化では熱膨張により形状が大きく変形する。変形 量が大きいと成形材料と成形型の接触面では冷却時に収縮差に耐えられず成形材 料または成形型の少なくとも一方が破損するおそれがある。そこで、本発明の成形型 は、膨張係数が成形素材に近ぐ耐久性に優れた耐熱性材料カゝら形成することが好 ましい。耐熱性材料としては、例えばアルミナ系（Al O )、アルチック系（Al O— TiC
2 3 2 3
)、ジルコユア (ZrO )、窒化ケィ素系（Si N )、窒化アルミニウム系（A1N)、炭化ケィ
2 3 4
素系（SiC)、二酸化ケイ素系（SiO )等の SiO、 Al Oまたは MgOを主成分とするセ
2 2 2 3
ラミックが適している。ここで、「主成分とする」とは、上記成分が、成形型構成成分の 50質量％以上を占めることをいう。
成形型素材として好適な耐熱性材料は、例えば SiO、 Al O、 MgOを 99%以上、
2 2 3
その他に K O等を含むセラミックである。
2
[0071] 成形型素材としては、例えば、第 1には硬さ（ビッカーズ硬さ） 7〜24Hv、曲げ強度 400〜2000MPa、ヤング率 180〜410GPa、熱伝導率 3. 0〜170WZmk、線膨 張係数 4. 30〜： LO. 8 X 10E— 6、而ォ熱温度 750〜850。C、密度 3. 10〜： LO. 70g/ cm3のものが適している。さらに第 2には、特に硬さ（ビッカーズ硬さ） 7〜15Hv、ヤン グ率 190〜210GPa、線膨張係数 6. 0〜7. 0 X 10E— 6、而熱温度 775〜825。C のものが好適である。カロえて第 3には、硬さ（ビッカーズ硬さ） 9〜15Hv、ヤング率 18 0〜402GPa、線膨張係数 4. 30〜： LO. 8 X 10E— 6、耐熱温度 800。C以上のもの力 S 特に好適である。さらに、成形型素材は疎水性であることが好適である。
[0072] 成形型加工においては、成形面の加工に先立ち、成形型側面と底面の加工を先 行して行うことが好ましい。側面および底面の加工は、公知の旋盤カ卩ェ等によって行 うことができる。成形型側面は、成形材料の載置基準位置となる。また、成形型底面 は、成形型の成形面の加工基準となる。よって、側面、底面とも精度よく加工すること が好ましい。成形型底面を高精度で加工することにより、成形素材の自重と型成形面 を正確に対応させることができる。また、図 3に示すように保持部材を用いる場合には 、側面に段付け加工を行い、保持部材を支持するための段付け部を形成することが 好まし 、。成形型成形面から底面方向に所定量 (保持部材の大きさに応じて設定さ れるが、例えば約 10mm程度）、切削加工をすることにより、段付け部を形成すること ができる。
[0073] 上記側面、底面の加工後、成形面の加工が行われる。成形型の製造方法 Iでは、 前述のように成形面に凹凸を形成する。一方、成形型の製造方法 IIでは、成形型に 貫通孔を形成する。成形品の製造方法 Πで使用される成形型および成形型 IIを製造 する場合は、最終的に得たい眼鏡レンズの屈折力測定基準点に相当する位置に重 なり合わな 、ように貫通孔を配置する。
[0074] 貫通孔が過度に大きいと、成形素材上面形状に影響を及ぼすおそれがあるため、 貫通孔の直径は、好ましくは前記式 1を満たすように設定する。例えば、厚さ 4〜10 mm、直径 65〜90mm程度の成形型の場合、貫通孔の直径は、例えば最小 φ θ. 3 mm程度とすることができる。しかし、成形型材料として好適に使用される耐熱性材料 は、一般に高硬度 (例えばビッカーズ硬度 7〜24Hv)なため、細い針状部材 (超硬ド リル等)を用いて貫通孔を形成しょうとすると、針状部材が折れる等の問題が生じる場 合がある。そこで、本発明では、少なくとも二段階の工程で段階的に孔あけを行うこと が好ましい。例えば、第一の孔あけ工程において、成形型の成形面とは反対の面（ 成形型底面)から、第一の針状部材を用いて前記成形面に貫通しな 、位置まで孔ぁ けを行う。次いで、第二の孔あけ工程では、前記第一の孔あけ工程で形成した孔に 第二の針状部材を挿入して孔あけ操作を行い、前記孔を成形面に貫通させる。ここ で、前記第二の針状部材として、先端部の直径が、第一の針状部材先端部の直径よ り小さいものを用いれば、細い部材を用いて一段で孔あけを行う場合のように、部材 が折れるという問題を回避し、小径の貫通孔を形成することができる。具体的には、 直径 0. 3〜0. 5mmの貫通孔を成形面上に形成する場合、第一の針状部材として、 先端部直径 0. 3〜0. 5mmのものを使用し、第二の針状部材として、先端部直径 2 〜4mmのものを使用することができる。
また、上記のように高硬度の材料に孔あけを行うためには、針状部材先端部も高硬 度の材質力 形成することが好ましい。そのような材質としては、例えば、超硬合金を 挙げることができる。超硬合金としては、具体的には下記表 1に示す成分で構成され る混合物を挙げることがでさる。
[表 1]
Figure imgf000027_0001
中でも、超硬合金としては炭化タングステン (例えば 92〜95質量％)、コバルト（例 えば 5〜8質量％)を含むものが好適である。また超硬合金としては、 A1N、 Al O、（
2 3
Al、 Ti) N、 CrN、 Ti(B, C, N)ゝ（Ti, Zr) N、（Ti, Si) N等で被覆されているものを 用いることちでさる。
[0077] なお、孔あけ工程は、タップカ卩ェによって行うことができ、主軸の回転数は、 10000 rpm程度とすることができる。更に、前記第一の孔あけ工程と第二の孔あけ工程の間 に、少なくとも 1回の更なる孔あけ工程を行うこともできる。この場合にも、先に行われ た孔あけ工程で使用された針状部材より直径の小さな針状部材を順次用いて孔あけ を行うことにより、小径の貫通孔を形成することができる。
[0078] 成形型成形面は、再加工 (研削）して繰り返し使用することもできる。孔を成形面に 貫通させる最後の孔あけ工程において形成される貫通孔の断面直径が成形面上に 現れるため、再加工を行う場合には、再加工により研削除去される量を考慮し、最終 孔あけ工程の加工量を決定することが好ましい。また、成形型の再力卩ェを行わない 場合には、成形面近傍のごく一部のみ、最後の孔あけ工程で孔あけをすればよい。
[0079] 成形型の製造方法 Iも、成形面から成形面とは反対の面へ貫通する複数の貫通孔 を形成する貫通孔形成工程を含むことができる。その詳細は前述の通りである。
[0080] 次に、成形型成形面の加工方法について説明する。
まず、製造する成形品の面形状 (成形素材上面形状）に対応する形状に、成形型上 面を粗切削加工する。例えば、成形面を球面に加工する場合には、その近似球面に 面形状を粗切削加工するする。ここで近似球面は、表面形状を球面形状に対して最 小自乗法で近似して算出することができる。なお成形面の最終形状が中心対称では ない場合は、最大の曲率となる位置を特定して近似球面を算出することができる。
[0081] 前記粗切削加工後に、仕上げ加工を行うことができる。仕上げ加工により、最終的 な成形面形状に加工するとともに、前述の所望の粗さに成形面を加工する。切削加 ェは旋盤カ卩ェにより行うことができる。旋盤力卩ェの加工刃としては、例えば先端 R: 5. Ommの切削刃を用いることができる。仕上げ切削は、表面を高精度に形成すること および粗切削加工で発生する表面のキズ、マイクロクラック等を除去することを目的と して行われる。また、仕上げ切削加工は、切削量としては理論上表面粗さの約 10倍 程度が必要である。更に、切削刃誤差、及び被加工物の設置誤差、加工装置の加 ェ精度を考慮して、粗切削加工後の表面粗度の 20〜50倍を仕上げの切削量とする ことが好ましい。一方、加工刃の送り間隔は、 0. 1〜0. 25mmが好適である。これに より、成形面の凹凸周期を同程度の間隔で構成することができる。また、加工軌跡は 、前記送り速度の間隔であれば限定されないが、例えば成形型の幾何中心を中心と する螺旋、または成形型外に中心を持つ螺旋、等間隔に並行に配置される直線など が好適である。
[0082] なお、一般的な熱垂下成形用成形型の表面性状は、最大高さが 0. 05 μ m、算術 平均粗さが 0. 006 /z m程度の鏡面である。鏡面は一般的に研磨加工よつて得ること ができる力 成形型の製造方法 Iでは、成形面を鏡面よりも粗い表面に加工するため 、研磨加工を行わず切削加工のみで形成することができる。
産業上の利用可能性
[0083] 本発明は、眼鏡レンズ用铸型成形のために好適に用いることができる。
図面の簡単な説明
[0084] [図 1]加熱軟化前後の成形型と成形素材との接触状態の拡大模式図を示す。
[図 2]成形型成形面上の貫通孔の配置の具体例を示す。
[図 3]軟化前後の成形素材と成形型との接触状態の模式図を示す。
[図 4]吸引方法の一例を示す説明図である。
[図 5]成形面上の凹凸パターンの具体例である。

Claims

請求の範囲
[1] 熱軟化性物質からなる成形素材を成形型成形面上に配置し、
前記成形素材を変形可能な温度まで加熱し、該成形素材の下面を前記成形面に密 着させることにより、前記成形素材の上面を所望の形状に成形する成形品の製造方 法であって、
前記成形型として、成形面に最大高さ Rmaxが 0. 1〜： LOO /z mの範囲であり、かつ 局部山頂の平均間隔 Sが 0. 01〜1. 00mmの範囲である複数の凹凸を有する成形 型を使用する成形品の製造方法。
[2] 前記成形型は、成形面から成形面とは反対の面へ貫通する貫通孔を複数有し、前 記成形時に、前記貫通孔を通して吸引を行うことを含む請求項 1に記載の成形品の 製造方法。
[3] 前記成形品は眼鏡レンズ用铸型または铸型の一部であり、
前記貫通孔の成形面側開口は、前記密着時、成形素材下面の前記眼鏡レンズにお ける屈折力測定基準点に相当する位置と重なり合わな 、ように配置されて 、る請求 項 2に記載の成形品の製造方法。
[4] 前記眼鏡レンズは累進屈折力レンズであり、
前記屈折力測定基準点は遠用部測定基準点および Zまたは近用部測定基準点で ある請求項 3に記載の成形品の製造方法。
[5] 熱軟化性物質からなる成形素材を成形型成形面上に配置し、
前記成形素材を変形可能な温度まで加熱し、該成形素材の下面を前記成形面に密 着させることにより、前記成形素材の上面を所望の形状に成形する成形品の製造方 法であって、
前記成形型として、成形面力 成形面とは反対の面へ貫通する貫通孔を複数有する 成形型を使用し、
前記成形時に、前記貫通孔を通して吸引を行うことを含み、
前記成形品は眼鏡レンズ用铸型または铸型の一部であり、かつ、
前記貫通孔の成形面側開口は、前記密着時、成形素材下面の前記眼鏡レンズにお ける屈折力測定基準点に相当する位置と重なり合わないように配置されている、前記 方法。
[6] 前記眼鏡レンズは累進屈折力レンズであり、
前記屈折力測定基準点は遠用部測定基準点および Zまたは近用部測定基準点で ある請求項 5に記載の成形品の製造方法。
[7] 前記貫通孔の成形面側開口の直径は 0. 3〜0. 5mmの範囲である請求項 2〜6の
V、ずれか 1項に記載の成形品の製造方法。
[8] 前記成形面側開口を、少なくとも成形面周縁部に配置する請求項 2〜7の 、ずれか 1 項に記載の成形品の製造方法。
[9] 前記成形面側開口を、少なくとも二重の同心円周上に配置する請求項 8に記載の成 形品の製造方法。
[10] 前記貫通孔側開口は、成形面中心部から周縁部に向けて数が増加する請求項 8ま たは 9に記載の成形品の製造方法。
[11] 前記開口数は、成形面中心からの距離に比例して 2次関数的に増加する請求項 10 に記載の成形品の製造方法。
[12] 前記吸引を、貫通孔の直径、吸引時の成形素材の粘度、成形素材の厚み、および 吸引圧力の関係が下記式 1を満たすように行う請求項 2〜： L 1のいずれか 1項に記載 の成形品の製造方法。
[数 1]
式 1
H 2
(P)
(式中、 Hは貫通孔の直径 (mm)、 Vは吸引時の成形素材の粘度 (poise)、 Tは成形 素材の厚み (mm)、 Pは吸引圧力（mmHgZcm2)、 Kは任意の係数である。 )
[13] 前記吸引時の成形素材の粘度は、 6. 81 X 10+7〜1. 26 X 10+8poiseの範囲である 請求項 2〜 12のいずれか 1項に記載の成形品の製造方法。
[14] 前記成形素材の厚みは、 3〜8mmの範囲である請求項 1〜13のいずれ力 1項に記 載の成形品の製造方法。
[15] 前記吸引時の吸引圧力は、 80〜150mmHgZcm2の範囲である請求項 2〜14のい ずれか 1項に記載の成形品の製造方法。
[16] 前記熱軟ィ匕性材料はガラスである請求項 1〜15の 、ずれか 1項に記載の成形品の 製造方法。
[17] 成形型成形面上に配置した熱軟化性物質からなる成形素材を変形可能な温度まで 加熱し、該成形素材の下面を前記成形面に密着させることにより、前記成形素材の 上面を所望の形状に成形する成形法に使用される成形型であって、
前記成形面に最大高さ Rmaxが 0. 1〜： LOO /z mの範囲であり、かつ局部山頂の平 均間隔 Sが 0. 01-1. 00mmの範囲である複数の凹凸を有する成形型。
[18] 成形面力も成形面とは反対の面へ貫通する貫通孔を複数有する請求項 17に記載の 成形型。
[19] 成形型成形面上に配置した熱軟化性物質からなる成形素材を変形可能な温度まで 加熱し、該成形素材の下面を前記成形面に密着させることにより、前記成形素材の 上面を所望の形状に成形して成形品を得る成形法に使用される成形型であって、 成形面から成形面とは反対の面へ貫通する貫通孔を複数有し、
前記成形品は眼鏡レンズ用铸型または铸型の一部であり、
前記貫通孔の成形面側開口は、前記密着時、成形素材下面の前記眼鏡レンズにお ける屈折率測定部に相当する位置と重なり合わな 、ように配置されて 、る、前記成形 型。
[20] 前記貫通孔の成形面側開口の直径は 0. 3〜0. 5mmの範囲である請求項 18または 19に記載の成形型。
[21] 前記成形面側開口は、少なくとも成形面周縁部に位置する請求項 18〜20の ヽずれ 力 1項に記載の成形型。
[22] 前記成形面側開口は、少なくとも二重の同心円周上に配置されている請求項 21に 記載の成形型。
[23] 前記成形面側開口は、成形面中心部力 周縁部に向けて数が増加する請求項 21ま たは 22に記載の成形型。
[24] 前記開口数は、成形面中心からの距離に比例して 2次関数的に増加する請求項 23 に記載の成形型。
[25] 研削および Zまたは切削加工により成形面を形成し、かつ、
前記加工により、前記成形面上に、最大高さ Rmaxが 0. 1〜： LOO/z mの範囲であり、 かつ局部山頂の平均間隔 Sが 0. 01-1. 00mmの範囲である複数の凹凸を形成す ることを含む成形型の製造方法。
[26] 成形面から成形面とは反対の面へ貫通する複数の貫通孔を形成する貫通孔形成ェ 程を更に含む請求項 25に記載の成形型の製造方法。
[27] 前記貫通孔形成工程は、
前記成形型の成形面とは反対の面から、第一の針状部材を用いて前記成形面に貫 通しない位置まで孔あけを行う第一の孔あけ工程と、
前記第一の孔あけ工程で形成した孔に第二の針状部材を挿入し、前記孔を成形面 に貫通させる第二の孔あけ工程を含む請求項 26に記載の成形型の製造方法。
[28] 貫通孔を有する成形面を含む成形型の製造方法であって、
前記成形型の成形面とは反対の面から、第一の針状部材を用いて前記成形面に貫 通しない位置まで孔あけを行う第一の孔あけ工程と、
前記第一の孔あけ工程で形成した孔に第二の針状部材を挿入し、前記孔を成形面 に貫通させる第二の孔あけ工程を含むことを特徴とする、前記方法。
[29] 前記第二の針状部材の先端部の直径は、第一の針状部材先端部の直径より小さ 、 請求項 27または 28に記載の成形型の製造方法。
[30] 前記第一の孔あけ工程と第二の孔あけ工程の間に、少なくとも 1回の更なる孔あけェ 程を含む、請求項 27〜29の ヽずれか 1項に記載の成形型の製造方法。
[31] 前記成形型は、 SiO、 Al Oまたは MgOを主成分とするセラミック力もなる請求項 25
2 2 3
〜30の 、ずれか 1項に記載の成形型の製造方法。
[32] 前記針状部材先端部は、炭化タングステン及び Zまたはコバルトを含む請求項 27〜
31のいずれか 1項に記載の製造方法。
[33] 前記貫通孔の成形面側開口の直径は、 0. 3〜0. 5mmの範囲であり、前記第一の 針状部材の先端部直径は、 2〜4mmの範囲であり、前記第二の針状部材の先端部 直径は、 0. 3〜0. 5mmの範囲である、請求項 27〜32のいずれか 1項に記載の成 形型の製造方法。
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