JPH0115366B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はプラスチツクレンズを成形する方法に
関するものであり、特に２個のモールドと密閉フ
イルムによりキヤビテイーを形成し、該キヤビテ
イー内でプラスチツク原料を硬化してプラスチツ
クレンズを成形する方法に関するものである。

プラスチツクレンズはポリカーボネートやポリ
（メタ）アクリレート類などの熱可塑性樹脂を射
出成形あるいは圧縮成形して製造される場合もあ
るが、性能や物性の優れたプラスチツクレンズを
製造するためには通常注型成形が用いられる。プ
ラスチツクレンズの原料となる液状硬化性化合物
としてはα、β不飽和基を１個以上有するモノマ
ーやそのプレポリマー、α，β不飽和基とエポキ
シ基などの縮重合性基を有するモノマーやそのプ
レポリマー、その他重合により硬化しうる各種化
合物がある。具体的には、たとえばジエチレング
リコールビスアリルカーボネート、（メタ）アク
リル酸エステル、ジアリルエステル、トリアリル
イソシアヌレートなどである。

プラスチツクレンズの内、特にメガネレンズに
は正確な度を必要とし、しかも耐衝撃性、耐擦傷
性、透明性などの高い物性が要求される。このメ
ガネレンズ用の原料としては、現在CR―39と呼
ばれるジエチレングリコールビスアリルカーボネ
ートが広く使用されている。このCR―39の単独
重合体あるいはそれを主成分とする共重合体は透
明性、耐衝撃性、耐擦傷性などの種々の物性が優
れており、メガネレンズとして最も優れたものが
得られる。

プラスチツクレンズの注型成形は、(A)ガスケツ
トで保持した２個のモールドの間のキヤビテイー
内にモノマー等のプラスチツク原料を充填する、
(B)これを加熱等により硬化させる、(C)次にモール
ドを取り外してレンズを取り出す、という基本的
な３工程により行なわれるのが普通である。(A)の
工程において、ガスケツトはゴム、エラストマ
ー、比較的軟質の合成樹脂などの可撓性材料から
なり、通常はガラスであるモールド２個をこのガ
スケツトに組み合せる。２個のモールドの対向す
る面はレンズ表面を形成するのに必要なカーブを
有している。モノマー等のプラスチツク原料はこ
の２個のモールドの間に形成されたキヤビテイー
内に充填され、漏れないように密閉される。(B)の
工程では、(A)で組み立てられた原料を充填された
モールドをそのまま加熱炉等に入れて、プラスチ
ツク原料を硬化させる。レンズのひずみを少くし
均一に重合させるため、硬化には少くとも数時
間、通常は１昼夜程度以上要する場合が多い。(C)
工程では組み立てられたモールドを取り外し、中
のレンズを取り出すが、この時取り外し易いよう
にガスケツトは切断されることが多く、ガスケツ
トの再使用は行なわれないが、ガラスモールドは
次の注型成形に再使用されることが多い。

このプラスチツクレンズの成形における問題点
の１つはガスケツトにある。ガスケツトはCR―
39などのプラスチツク原料が重合硬化するまでの
間キヤビテイーから漏失しないようにシールする
働を必要とする。このため、ガスケツトはある程
度の柔軟性を必要とし、この柔軟性が充分でない
とモールド間隙からプラスチツク原料が漏出し易
くなる。

さらに、ガスケツトは一定厚さのプラスチツク
レンズを成形するためにキヤビテイーの厚さを一
定に保つ働きを必要とする。これらに加えてさら
に、プラスチツク原料の重合硬化時の収縮に追従
しうる性質を必要とし、さらに重合硬化には通常
長時間の加熱を必要とするので、ガスケツトはま
た耐熱性を要求される。これらに加えて、さらに
ガスケツト材料は安価である必要がある。即ち、
ガスケツトは通常１度しか使用されないので、そ
の材料や成形加工費が安価でなければレンズの成
形に占めるガスケツトのコストが高くなり過ぎる
問題がある。たとえば、レンズには多くの種類が
あり、それに合せてガスケツトの形状も違い、多
種類のガスケツトを用意しなければならない問題
もある。たとえ、ガスケツトの材料が安価であつ
ても、その成形加工費（たとえば成形型の費用な
ど）は無視できなくなる。

そこで、本発明者は、シール性、耐熱性、柔軟
性ともに満足でき、レンズの種類の違いにかかわ
らず使用でき、しかも安価なガスケツトを見い出
すべく、種々の研究検討を行なつた。その結果、
単なるテープなどの密閉フイルムを２個のモール
ドの周囲に貼り付ける方法が最も優れているとい
う意外な結果を得た。密閉フイルムとしては、液
状プラスチツク原料が漏失しないものであればよ
く、片面に粘着層を有するテープ、即ち、粘着テ
ープを用いれば貼り付けも容易である。この粘着
テープはモールドの側面に密着させて使用する。

本発明者は、この粘着テープを用いてガスケツ
トを使用することなく、プラスチツクレンズを成
形する方法を検討した結果、２個のモールドをモ
ールドを組み立てる際使用したモールド保持具あ
るいは他のモールドを一定位置に保持しうる冶具
で、モールドを保持した状態でキヤビテイー内の
プラスチツク原料を硬化してプラスチツクレンズ
を成形する方法を見い出した。この方法は、以前
の本発明者らの提案した密閉フイルムでモールド
周囲をシールするとともに、密閉フイルムでモー
ルドを支持した状態でプラスチツク原料を硬化す
る方法よりもモールドの位置ずれ等を起し難い点
で優れている。本発明はこの方法を要旨とするも
のであり、即ち、２個のモールド間に形成された
キヤビテイー内で液状の硬化性化合物を主成分と
するプラスチツク原料を硬化してプラスチツクレ
ンズを成形する方法において、２個のモールドの
プラスチツクレンズを形成する面を対向させて位
置させ、かつ該２個のモールドの側面周囲に該２
個のモールドにまたがつて粘着テープを密着させ
ることによつて組み立てたモールド組み立て体の
キヤビテイー内に充填されたプラスチツク原料
を、該２個のモールドを組み立てる際使用したモ
ールド保持具によりモールドを保持した状態でプ
ラスチツク原料を硬化することを特徴とするプラ
スチツクレンズの成形法である。

本発明を説明するためにまずモールドについて
説明する。本発明では通常ガラス製であり、また
その形状が通常円柱〜円盤状のモールドを２個使
用する。このモールドの上面には球面あるいは非
球面のプラスチツクレンズ表面を形成する面が設
けられている。以下、特にことわらない限りこの
面を光学面と呼ぶ。この光学面は通常平滑である
球面、トリツク面、円柱面等の曲面であるが、平
面であることもある。第１図は凹状球面からなる
光学面を有する円柱状のモールドの例を示す。第
２図はその直径部分で切断した断面を示す。図示
したモールドは、光学面１、光学面以外の底面
２、および側面３を有する。光学面の中央を中心
と呼び、球面の曲率中心と光学面の中心を結ぶ線
を軸４と呼ぶ。光学面は凸状の場合もあり、凹状
光学面はレンズの凸面を形成し、凸状光学面はレ
ンズの凹面を形成する。光学面以外の底面は平面
でない場合もある。円柱状モールドと円盤状モー
ルドとの区別は特に本質的な差がないが、一応モ
ールドの厚さがほぼ一定のものを円盤状と呼び、
それ以外を円柱状と呼ぶことにし、以下円柱状の
モールドについて説明する。勿論本発明では、モ
ールドが円柱状〜円盤状であることを本質的な要
件としない。必要なことは、光学面周囲に隣接し
てある程度の巾のある側面があることである。

第３図は従来のモールド組み立て体の断面図で
ある。従来は、２個のモールド５，６を光学面を
対向させてガスケツト７で保持し、かつモールド
周囲をガスケツト７でシールして、キヤビテイー
８を形成し、このキヤビテイー８内でプラスチツ
ク原料を硬化してプラスチツクレンズを成形して
いた。

本発明の要件の１つは対向して位置された２個
のモールドの光学面の周囲を粘着テープでシール
する点にある。２個のモールドの光学面の組み合
せは特に制限されない。２個のモールドの径は異
つていてもよいが、通常は同一径のものが使用さ
れ、本発明においても２個のモールドの径は同一
乃至ほぼ等しいことが好ましい。２つの光学面の
間に形成された空間の周囲をシールする粘着テー
プは２つのモールドの側面に密着される。この密
着は粘着や接着であることが好ましいが、粘着テ
ープの収縮力等で両者が直接接触していてもよ
い。この密着は少くともモールドと粘着テープと
が容易にずれや剥れを生じない程度の密着力を有
する密着であることが好ましい。粘着テープは２
つのモールド側面にまたがつて密着される。即
ち、粘着テープは２つのモールド側面の両者とも
に密着する。２個のモールド側面の一方のみに密
着し、他方には密着していないという場合は好ま
しくない。しかし、２個のモールドの側面周囲に
同時にまたがつて粘着テープが密着していること
は必ずしも必要でない。たとえば比較的巾の狭い
テープを一部を重ねながら螺旋状に巻き付ける場
合のように全体として粘着テープが両側面にまた
がつて密着されていてもよい。勿論好ましいもの
は、２つの光学面周囲間の距離以上の巾を有する
テープ状の粘着テープを巾方向の一方の端部が１
つのモールド側面に密着し、他方の端部が他方の
モールド側面に密着するように巻き付ける方法で
ある。

この粘着テープを使用する目的は、この粘着テ
ープによつて２つのモールドの間隙をシールして
キヤビテイーを形成することにある。このキヤビ
テイー内にプラスチツク原料が充填され、かつそ
れが硬化されるまでの間粘着テープはプラスチツ
ク原料のキヤビテイーからの漏出を防止する。粘
着テープの使用は、また、プラスチツク原料の硬
化の際の収縮に対するモールドの望ましくない移
動を防ぐ効果もある。たとえば、粘着テープの収
縮、粘着テープとモールドの密着面のずれ、ある
いは粘着テープがキヤビテイー側に彎曲すること
などによつて、キヤビテイー内のプラスチツク原
料の収縮に追従することができる。さらに、粘着
テープはその材質を選ぶことにより耐熱性を向上
させることは容易であり、さらにその厚さは特に
限定されないので、材質にかかわらず薄いものを
使用することによつて柔軟性を発揮しうる。ただ
し、ガスケツトの場合と異り柔軟性によつてプラ
スチツク原料の収縮に追従させることは必ずしも
必要ではない。また、ガスケツト使用する場合と
は異り、粘着テープはモールドの位置決めやそれ
を一定間隙に保持する機能を必要としない。従つ
て、粘着テープは必要な巾さえあれば、特に種類
や形状を変えることなくモールド間隙をシールす
ることができる。勿論、言うまでもなく、粘着テ
ープの材料使用量は従来のガスケツト材料使用量
に比べて極めて少く、たとえば市販の粘着テープ
等を用いれば成形加工の費用も要しない。

本発明のもう１つの要件は、モールドを保持す
るモールド保持具などを上記のように組み立てら
れ、プラスチツク原料を充填されたモールド組み
立て体から取り外すことなくプラスチツク原料を
硬化する点にある。モールド保持具はモールドの
位置を固定し、プラスチツク原料の硬化時の収縮
あるいはその他のモールドの変位を防ぐためにプ
ラスチツク原料が硬化するまでモールドを保持す
る。ただし、プラスチツク原料の収縮が大きい場
合、プラスチツクレンズの厚さ方向、即ち前記軸
方向、のみある程度モールドが動きうるようにす
ることもできる。たとえば、厚いプラスチツクレ
ンズの成形の場合などのプラスチツク原料の収縮
が大きい場合、モールドを光軸方向には弾性的に
固定しこの方向に移動しうるようにして、その収
縮に対してモールドを追従させることができるよ
うにすることができる。従来のガスケツトは、キ
ヤビテイーのシールの役目とモールドの位置決め
と固定の役目があつたが、本発明では前者の役目
を密閉フイルムに持たせ、後者特にモールドの固
定の役目をモールド保持具に持たせたものであ
る。

第４図に本発明の方法の１例を説明するため
に、モールドを保持した状態のモールド保持装置
の部分断面図を示す。２個のモールド９，１０は
それぞれモールド保持具１１，１２に保持されて
いる。図下方のモールド保持具１２は台座１３に
固定されている。台座１３は柱１４が設けられ、
図上方のモールド保持具１１は支持棒１５と杆体
１６でこの柱１４に取り付けられている。杆体１
６は柱１４上を摺動可能であり、任意の位置に固
定することができる。２個のモールド９，１０の
側面周囲には粘着テープ１７が巻回密着されてお
り、この粘着テープはモールド間隙をシールしキ
ヤビテイー１８を形成している。

図示したモールド組み立て体は、たとえば次の
ようにして組み立てることができる。即ち、モー
ルド保持具１１，１２にモールド９，１０を取り
付け、次に杆体１６を柱１４に対して移動させ、
２個のモールド間の距離を所定の距離とした後、
杆体１６を柱１４に固定する。次に、２個のモー
ルド９，１０の側面周囲に粘着テープ１７を巻回
して密着させて組み立てを完了する。この方法に
おいてモールド９，１０の位置決めは、予めモー
ルド保持具１０，１１の相対的位置を正確に決め
ておき、しかも杆体１６の移動によるモールド間
の距離決めをモールドの光軸方向の移動によつて
行うことによつて行なわれる。さらに正確に位置
決めする必要のある場合は、２個のモールドの間
に位置決め用スペーサーを挾み、２個のモールド
をこの位置決め用スペーサーに接触させて両モー
ルドの相対的位置を決定し、次いで杆体１６を柱
１４に対して移動して両モールドの間隙を広げて
位置決め用スペーサーを取り除き再び両モールド
を所定の距離まで近づけて位置決めを行う。この
場合、モールドの移動は軸方向に移動させること
が好ましいが、それのみに限定されるものではな
い。位置決め用スペーサーを使用したモールドの
位置決め方法については、本発明者らの発明に係
る特願昭55―36928号、特願昭55―36929号等に詳
細に説明されており、本発明においてもこの方法
を使用しうる。

位置決めされた２個のモールドは、次いで粘着
フイルムを使用し、それをモールド周囲に巻回す
るなどの方法でその周囲がシールされる。これに
よつて、２個のモールドと密閉フイルムによつて
囲まれたキヤビテイーが形成される。このシール
の方法や粘着テープの種類等については、同様に
前記本発明者らの出願に係る特許出願に詳細に説
明されており、本発明においてもこれらの方法を
使用することができる。好ましくは、粘着テープ
としてテープ状の合成樹脂フイルムが使用され、
特に少くとも片面に粘着剤や接着剤の層が予め設
けられている、いわゆる粘着テープ等と呼ばれる
ものが使用される。

本発明においてモールドの組み立ては上記方法
に限られるものではない。たとえば、上記第４図
のようなモールド保持具を使用する場合、杆体１
６を柱１４に回転可能に軸結して（たとえば第４
図において杆体１６が紙面上を回転する）、モー
ルド９を杆体１６を柱１４に対して回転させるこ
とにより持ち上げて位置決め用スペーサーを取り
除き、次いで杆体１６を元の位置に戻し、粘着テ
ープ等でシールして第４図の状態とすることがで
きる。この場合も、予めモールド保持具の位置を
正確に定めておけば、位置決め用スペーサーを使
用することなくモールドを組み立てることができ
る。また、図示したようなモールド保持具以外の
保持具を用いてモールドを組み立てることができ
る。たとえば、第４図において柱１４を２本設
け、杆体１６の両端を柱で支持することができ
る。また、モールド保持具１１は、円柱状のモー
ルド９の側面のみ、あるいは底面のみで保持する
ものであつてもよい。これら保持の方法は種々の
応用が考えられ、モールドの固定の目的を達成し
うる限りその方法は限定されるものではない。

上記のように組み立てられたモールド組み立て
体のキヤビテイーには、次いでプラスチツク原料
が充填される。このプラスチツク原料の充填は、
粘着テープによるモールド間隙のシールと同時に
行うこともでき、たとえばテープをモールド間隙
が完全にシールされる寸前まで巻回し、残つた穴
からプラスチツク原料をモールド間隙に注入し、
次いでテープを重なるまで密着させてシールを完
了することができる。シールが完了しキヤビテイ
ーが完成されたモールド組み立て体の場合は、粘
着テープの一部を剥してキヤビテイーに通じる穴
を形成してそこからプラスチツク原料を注入し、
次いで再び密閉する方法、粘着テープとモールド
との密着面から注射針等を挿入してプラスチツク
原料を注入する方法、その他の方法でキヤビテイ
ーにプラスチツク原料を充填することができる。

第４図に示されたモールド組み立て体のキヤビ
テイーにプラスチツク原料が充填された後、第４
図に示された状態で、即ちモールド保持具を取り
外すことなく、モールド組み立て体は加熱炉等に
入れられ、キヤビテイー内のプラスチツク原料が
硬化される。第４図に示された以外のモールド保
持具や支持具を使用する場合も、これら保持具や
支持具は取り外されることなくプラスチツク原料
が硬化される。最後にモールド組み立て体が分解
されて、成形されたプラスチツクレンズが取り出
される。

本発明において使用される粘着テープは、特に
その厚さや材質が限定されるものではない。その
厚さはある程度の可撓性を有する程度まで厚いも
のであつてもよい。その材質は、プラスチツク、
紙、金属その他種々のものが使用しうるが、特に
プラスチツクが好ましい。その形状は一定巾の長
尺体、即ちテープ状のものが好ましいが、モール
ド間隙周囲をシールしうる限り特に限定されるも
のではない。最も好ましい粘着テープは片面に粘
着剤が塗布されたプラスチツクテープ、即ち、い
わゆる粘着テープである。また、モールドとして
はガラスモールドが最も好ましいが、プラスチツ
クモールドも提案されており、これを使用するこ
とができる。プラスチツク原料の主成分である硬
化性化合物としては、前記ジエチレングリコール
ビスアリルカーボネート（CR―39）単独あるい
はそれを主成分とする他の共重合性化合物との混
合物が好ましい。この共重合性化合物はそれ単独
であるいはCR―39以外の共重合性化合物との混
合物として使用しうる。共重合性化合物として
は、たとえばCR―39以外のアリルカーボネート
類、不飽和アルコールや不飽和酸のエステル、ス
チレン等がある。プラスチツク原料はこの硬化性
化合物以外に通常重合触媒を必要とし、その他必
要に応じて紫外線吸収剤、着色剤、その他の添加
剤が添加される場合もある。

【図面の簡単な説明】

第１図はモールドの１例を示した斜視図であ
り、第２図はその断面図である。第３図は従来の
ガスケツトを使用して組み立てられたモールド組
み立て体の断面図である。第４図は本発明の方法
を使用したモールド組み立て体の断面図を示すも
のである。 ５，６，９，１０…モールド、７…ガスケツ
ト、１１，１２…モールド保持具、８，１８…キ
ヤビテイー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ２個のモールド間に形成されたキヤビテイー
   内で液状の硬化性化合物を主成分とするプラスチ
   ツク原料を硬化してプラスチツクレンズを成形す
   る方法において、２個のモールドのプラスチツク
   レンズ表面を形成する面を対向させ、かつ該２個
   のモールドの側面周囲に該２個のモールドにまた
   がつて粘着テープを密着させることによつて組み
   立てたモールドの組み立てのキヤビテイー内に充
   填されたプラスチツク原料を、該２個のモールド
   を組み立てる際使用したモールド保持具によりモ
   ールドを保持した状態でプラスチツクレンズ原料
   を硬化することを特徴とするプラスチツクレンズ
   の成形法。