JPH0376212B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0376212B2 JPH0376212B2 JP58011507A JP1150783A JPH0376212B2 JP H0376212 B2 JPH0376212 B2 JP H0376212B2 JP 58011507 A JP58011507 A JP 58011507A JP 1150783 A JP1150783 A JP 1150783A JP H0376212 B2 JPH0376212 B2 JP H0376212B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fresnel lens
- lens
- mold
- orientation
- resin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/46—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
- B29C45/56—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould using mould parts movable during or after injection, e.g. injection-compression moulding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
- B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
- B29D11/00009—Production of simple or compound lenses
- B29D11/00269—Fresnel lenses
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2011/00—Optical elements, e.g. lenses, prisms
- B29L2011/0016—Lenses
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Ophthalmology & Optometry (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は強化された合成樹脂製フレネルレンズ
に係る。
に係る。
これまで合成樹脂製フレネルレンズは、メチル
メタクリレートの鋳込み重合等で成形されてき
た。これ等の合成樹脂製フレネルレンズは、レン
ズの溝のノツチ効果のため割れやすく、強化され
たレンズが要求されている。
メタクリレートの鋳込み重合等で成形されてき
た。これ等の合成樹脂製フレネルレンズは、レン
ズの溝のノツチ効果のため割れやすく、強化され
たレンズが要求されている。
本発明はレンズの溝のノツチ効果のため割れや
すい欠点を合成樹脂の配向により強化された合成
樹脂フレネルレンズである。
すい欠点を合成樹脂の配向により強化された合成
樹脂フレネルレンズである。
すなわち、本願発明は
(1) 少くとも一つの配向軸がフレネルレンズの溝
方向とほぼ直角方向に樹脂配向された強化合成
樹脂製フレネルレンズ (2) １軸又は２軸配向された前記第１項記載のフ
レネルレンズ (3) 合成樹脂がアクリル樹脂である前記第１又は
第２項記載フレネルレンズ (4) 重量平均分子量が100万以上の超高分子量ア
クリル樹脂を延伸倍率３倍以上に２軸配向し
た、ORSが20Kg／cm2以上のシートから成形さ
れた前記第１又は３項記載のフレネルレンズ である。合成樹脂は配向により耐衝撃強度を著る
しく向上させることができる。
方向とほぼ直角方向に樹脂配向された強化合成
樹脂製フレネルレンズ (2) １軸又は２軸配向された前記第１項記載のフ
レネルレンズ (3) 合成樹脂がアクリル樹脂である前記第１又は
第２項記載フレネルレンズ (4) 重量平均分子量が100万以上の超高分子量ア
クリル樹脂を延伸倍率３倍以上に２軸配向し
た、ORSが20Kg／cm2以上のシートから成形さ
れた前記第１又は３項記載のフレネルレンズ である。合成樹脂は配向により耐衝撃強度を著る
しく向上させることができる。
本発明に述べる合成樹脂とは透明な熱可塑性樹
脂であり、特に、ポリメチルメタクリレート、ポ
リカーボネート、ポリスチレン、スチレン―アク
リロニトリル共重合体、ポリ塩化ビニル等は良好
に使用できる。しかし、特に好ましいのは、メチ
ルメタクリレートを主体としたアクリル樹脂であ
り、メチルメタクリレートのホモポリマー、メチ
ルメタクリレート−スチレン―無水マレイン酸３
元系共重合体あるいはこれ等アクリル樹脂に微少
の紫外線吸収剤を配合した樹脂である。
脂であり、特に、ポリメチルメタクリレート、ポ
リカーボネート、ポリスチレン、スチレン―アク
リロニトリル共重合体、ポリ塩化ビニル等は良好
に使用できる。しかし、特に好ましいのは、メチ
ルメタクリレートを主体としたアクリル樹脂であ
り、メチルメタクリレートのホモポリマー、メチ
ルメタクリレート−スチレン―無水マレイン酸３
元系共重合体あるいはこれ等アクリル樹脂に微少
の紫外線吸収剤を配合した樹脂である。
本発明を図面により説明する。
フレネルレンズには第３図に示す様に溝１があ
り、衝撃が加えられた時この溝１がノツチの働き
をして溝方向に割れる。本発明はこの割れを防ぐ
ものであり、第４図の同心円状に溝を有するフレ
ネルレンズでは放射状２の配向を与えることによ
り割れを防止することができる。第５図の平行状
に溝を有するフレネルレンズでは溝方向とほゞ直
角方向３の配向を与えることにより割れを防止す
ることができる。放射状の配向を与えるには射出
成形のゲート位置を中央にとればよい。一般に射
出成形ではゲートからの流動距離Ｌと肉厚Ｔの比
Ｌ／Ｔが100以下が多く、大型成形品の成形では
多点ゲートを用いる場合が多い。同心円状の溝を
有するフレネルレンズではＬ／Ｔが100以上の大
型成形品でも１点ゲートが好ましい。平行状の溝
を有するフレネルレンズに該溝と直角方向の配向
を与えるには、第５図に示す様に片端４よりフイ
ルムゲートを用いて溝と直角方向に射出成形する
方法、あるいは、シートを溝と直角方向３に延伸
あるいは圧延する方法等により得る。レンズの溝
と直角方向に射出成形を行い、該溝と直角方向の
配向をかけるには、金型キヤビテイの肉厚が薄い
方が配向がかかりやすい。型キヤビテイの肉厚を
薄くしておき、樹脂の射出量に応じて肉厚を厚く
する成形法が好ましい。第１１図を用いて説明す
る。フレネルレンズの型キヤビテイ１０を型材１
１と型材１２を閉じて薄肉の状態に保ち、合成樹
脂をランナー１３、フイルムゲート１４を経て射
出する（第１１図、Ａ）。型キヤビテイ１０が合
成樹脂で満たされ、更に射出を続けると、型材１
２が後退して型キヤビテイが拡大され肉厚が厚く
なる（第１１図、Ｂ）。この様に薄肉に設定され
た型キヤビテイに射出することにより、最終成形
品が厚肉でも流動配向が大きくなる。この場合、
型締力が樹脂の射出圧力で負ける様に設定してお
く必要がある。レンズの溝と直角方向に配向をか
ける別の方法として、合成樹脂の厚い板状型物
を、該樹脂のガラス転移温度以上、溶融点までの
温度に予熱し、加熱されたレンズ型を有する圧縮
金型内に置き圧縮して配向をかけつつレンズを成
形することができる。樹脂の温度を調節すること
により配向度合を調節することができ、射出成形
より更に配向度を大きくすることができる。
り、衝撃が加えられた時この溝１がノツチの働き
をして溝方向に割れる。本発明はこの割れを防ぐ
ものであり、第４図の同心円状に溝を有するフレ
ネルレンズでは放射状２の配向を与えることによ
り割れを防止することができる。第５図の平行状
に溝を有するフレネルレンズでは溝方向とほゞ直
角方向３の配向を与えることにより割れを防止す
ることができる。放射状の配向を与えるには射出
成形のゲート位置を中央にとればよい。一般に射
出成形ではゲートからの流動距離Ｌと肉厚Ｔの比
Ｌ／Ｔが100以下が多く、大型成形品の成形では
多点ゲートを用いる場合が多い。同心円状の溝を
有するフレネルレンズではＬ／Ｔが100以上の大
型成形品でも１点ゲートが好ましい。平行状の溝
を有するフレネルレンズに該溝と直角方向の配向
を与えるには、第５図に示す様に片端４よりフイ
ルムゲートを用いて溝と直角方向に射出成形する
方法、あるいは、シートを溝と直角方向３に延伸
あるいは圧延する方法等により得る。レンズの溝
と直角方向に射出成形を行い、該溝と直角方向の
配向をかけるには、金型キヤビテイの肉厚が薄い
方が配向がかかりやすい。型キヤビテイの肉厚を
薄くしておき、樹脂の射出量に応じて肉厚を厚く
する成形法が好ましい。第１１図を用いて説明す
る。フレネルレンズの型キヤビテイ１０を型材１
１と型材１２を閉じて薄肉の状態に保ち、合成樹
脂をランナー１３、フイルムゲート１４を経て射
出する（第１１図、Ａ）。型キヤビテイ１０が合
成樹脂で満たされ、更に射出を続けると、型材１
２が後退して型キヤビテイが拡大され肉厚が厚く
なる（第１１図、Ｂ）。この様に薄肉に設定され
た型キヤビテイに射出することにより、最終成形
品が厚肉でも流動配向が大きくなる。この場合、
型締力が樹脂の射出圧力で負ける様に設定してお
く必要がある。レンズの溝と直角方向に配向をか
ける別の方法として、合成樹脂の厚い板状型物
を、該樹脂のガラス転移温度以上、溶融点までの
温度に予熱し、加熱されたレンズ型を有する圧縮
金型内に置き圧縮して配向をかけつつレンズを成
形することができる。樹脂の温度を調節すること
により配向度合を調節することができ、射出成形
より更に配向度を大きくすることができる。
合成樹脂製フレネルレンズは２軸配向させるこ
とにより強化することができる。更にレンズの溝
に対し直角方向の配向度が大きい２軸配向が好ま
しい。第６図は素材５が均等に６の位置まで延伸
あるいは圧縮成形されるところを示す。第７図は
Ａ―A′方向にレンズの溝があり、レンズの溝方
向と直角方向Ｂ―B′の配向度が大きくなるとこ
ろを示す。Ｂ―B′方向の配向度を大きくするこ
とにより、溝による割れを防ぐことができる。
とにより強化することができる。更にレンズの溝
に対し直角方向の配向度が大きい２軸配向が好ま
しい。第６図は素材５が均等に６の位置まで延伸
あるいは圧縮成形されるところを示す。第７図は
Ａ―A′方向にレンズの溝があり、レンズの溝方
向と直角方向Ｂ―B′の配向度が大きくなるとこ
ろを示す。Ｂ―B′方向の配向度を大きくするこ
とにより、溝による割れを防ぐことができる。
２軸配向された合成樹脂フレネルレンズの好ま
しい成形法は、あらかじめ成形された合成樹脂２
軸配向シートを、該合成樹脂のガラス転移温度付
近で、真空下にフレネルレンズの型で圧縮するこ
とにより成形できる。
しい成形法は、あらかじめ成形された合成樹脂２
軸配向シートを、該合成樹脂のガラス転移温度付
近で、真空下にフレネルレンズの型で圧縮するこ
とにより成形できる。
合成樹脂シートの配向度合は、該シートを加熱
した時に発生する収縮力（Orientation Release
Stress，以後ORSと略称）により表示することが
できる。ORSはASTM D1504に準じた方法で測
定することができる。２軸配向シートでは一般に
ORSが大きい程、衝撃強度は大きくなる。ORS
の大きなアクリル樹脂の２軸配向シートの製法に
ついては、特願昭54−105999（特開昭56−30809号
公報）、特願昭56−20860（特開昭57−135119号公
報）、特願昭57−52283等に示した。
した時に発生する収縮力（Orientation Release
Stress，以後ORSと略称）により表示することが
できる。ORSはASTM D1504に準じた方法で測
定することができる。２軸配向シートでは一般に
ORSが大きい程、衝撃強度は大きくなる。ORS
の大きなアクリル樹脂の２軸配向シートの製法に
ついては、特願昭54−105999（特開昭56−30809号
公報）、特願昭56−20860（特開昭57−135119号公
報）、特願昭57−52283等に示した。
本発明で特に好ましいフレネルレンズは、重量
平均分子量が100万以上の超高分量アクリル樹脂
を延伸倍率３倍以上に強力に２軸配向したORS
が20Kg／cm2以上のシートから成形されたフレネル
レンズである。上記シートは著るしく強靭なシー
トであり、その衝撃強さはポリカーボネートに匹
敵する。上記シートの性能及び製法については、
特願昭57−52283に示した。上記シートをアクリ
ル樹脂のガラス転移温度より若干高い温度、例え
ばポリメチルメタクリレートホモポリマーでは
110〜115℃で、フレネルレンズ金型で真空下にプ
レスすることによりフレネルレンズとすることが
できる。
平均分子量が100万以上の超高分量アクリル樹脂
を延伸倍率３倍以上に強力に２軸配向したORS
が20Kg／cm2以上のシートから成形されたフレネル
レンズである。上記シートは著るしく強靭なシー
トであり、その衝撃強さはポリカーボネートに匹
敵する。上記シートの性能及び製法については、
特願昭57−52283に示した。上記シートをアクリ
ル樹脂のガラス転移温度より若干高い温度、例え
ばポリメチルメタクリレートホモポリマーでは
110〜115℃で、フレネルレンズ金型で真空下にプ
レスすることによりフレネルレンズとすることが
できる。
本発明では成形品全体に均一に配向がかかつて
いなくてもそれなりに効果があり、本発明には表
層、内側に均一に配向がかかつていない成形品も
含まれる。
いなくてもそれなりに効果があり、本発明には表
層、内側に均一に配向がかかつていない成形品も
含まれる。
本発明のフレネルレンズはこれまで示した様に
合成樹脂の射出成形、圧縮成形等の方法で成形で
きる。しかし大型のフレネルレンズを成形する場
合、大型の金型と大型の成形機を必要とする。大
陽光線を集熱してエネルギーを採集する様な場合
大型のフレネルレンズが好ましく、この様な大型
のフレネルレンズを一つの金型で成形することは
製造費が高くなる。この様な場合、フレネルレン
ズの一部を成形し、該フレネルレンズの一部を２
つ以上組合せることによりフレネルレンズとして
機能させることが好ましい。本発明ではこの様な
フレネルレンズの一部を提供する。第８図、第９
図、第１０図により説明する。第８図に示す点集
点型フレネルレンズの１／４(7)を４つ組合せ一つ
のフレネルレンズとする。第９図に示す様に１／
２(8)を２つ組合せることもできる。第１０図に示
す線焦点型フレネルレンズでは１／２(9)を２つ組
合せることができる。
合成樹脂の射出成形、圧縮成形等の方法で成形で
きる。しかし大型のフレネルレンズを成形する場
合、大型の金型と大型の成形機を必要とする。大
陽光線を集熱してエネルギーを採集する様な場合
大型のフレネルレンズが好ましく、この様な大型
のフレネルレンズを一つの金型で成形することは
製造費が高くなる。この様な場合、フレネルレン
ズの一部を成形し、該フレネルレンズの一部を２
つ以上組合せることによりフレネルレンズとして
機能させることが好ましい。本発明ではこの様な
フレネルレンズの一部を提供する。第８図、第９
図、第１０図により説明する。第８図に示す点集
点型フレネルレンズの１／４(7)を４つ組合せ一つ
のフレネルレンズとする。第９図に示す様に１／
２(8)を２つ組合せることもできる。第１０図に示
す線焦点型フレネルレンズでは１／２(9)を２つ組
合せることができる。
本発明のフレネルレンズは、太陽熱コレクター
等の部品に良好に使用できる。
等の部品に良好に使用できる。
本発明のフレネルレンズは肉厚が薄い時に特に
その効果が大きく、一般には１mm以上５mm以下で
ある。
その効果が大きく、一般には１mm以上５mm以下で
ある。
実施例 １
特願昭57−52283に示した方法により成形した
延伸倍率（面積比）５倍、ORS25Kg／cm2で４mm
厚の２軸配向アクリルシート（重量平均分子量
470万のポリメチルメタクリレート）と、重量平
均分子量100万のポリメチルメタクリレートの４
mm厚無配向のアクリルシートを用いてフレネルレ
ンズを成形し、衝撃強度を比較した。フレネルレ
ンズの成形は、上記シートを90℃に予熱した後、
115℃に加熱したフレネルレンズ金型にはさみ、
真空下に高圧力で圧縮し、直ちに金型を冷却して
冷却固化されたフレネルレンズを得た。各レンズ
に、レンズ溝の反対側面方向から、３／４インチ
半径のミサイルを1m高さより自然落下させて、
破壊エネルギーを測定した。無配向レンズの破壊
エネルギーは10Kg・cmであつた。しかし２軸配向
レンズの破壊エネルギーは180Kg・cmであり、著
るしく強靭なものであつた。
延伸倍率（面積比）５倍、ORS25Kg／cm2で４mm
厚の２軸配向アクリルシート（重量平均分子量
470万のポリメチルメタクリレート）と、重量平
均分子量100万のポリメチルメタクリレートの４
mm厚無配向のアクリルシートを用いてフレネルレ
ンズを成形し、衝撃強度を比較した。フレネルレ
ンズの成形は、上記シートを90℃に予熱した後、
115℃に加熱したフレネルレンズ金型にはさみ、
真空下に高圧力で圧縮し、直ちに金型を冷却して
冷却固化されたフレネルレンズを得た。各レンズ
に、レンズ溝の反対側面方向から、３／４インチ
半径のミサイルを1m高さより自然落下させて、
破壊エネルギーを測定した。無配向レンズの破壊
エネルギーは10Kg・cmであつた。しかし２軸配向
レンズの破壊エネルギーは180Kg・cmであり、著
るしく強靭なものであつた。
実施例 ２
第１１図に示した金型を用いてアクリル樹脂の
射出成形により、フレネルレンズを成形した。ア
クリル樹脂としてデルペツト８０Ｎ（旭化成工業
(株)製）を用い、樹脂温度240℃、金型温度15℃で、
４mm厚の線焦点フレネルレンズを射出成形した。
第１１図に示した様に、レンズ溝に直角方向に樹
脂を流動させて、溝と直角方向に配向させたレン
ズと、中央ゲートから樹脂を射出して溝と平行方
向の配向も有するレンズを成形し、実施例１と同
様に破壊エネルギーを測定した。溝と平行方向の
配向部の破壊エネルギーは５Kg・cmであり、溝と
直角方向に配向させたレンズの破壊エネルギーは
25Kg・cmであつた。
射出成形により、フレネルレンズを成形した。ア
クリル樹脂としてデルペツト８０Ｎ（旭化成工業
(株)製）を用い、樹脂温度240℃、金型温度15℃で、
４mm厚の線焦点フレネルレンズを射出成形した。
第１１図に示した様に、レンズ溝に直角方向に樹
脂を流動させて、溝と直角方向に配向させたレン
ズと、中央ゲートから樹脂を射出して溝と平行方
向の配向も有するレンズを成形し、実施例１と同
様に破壊エネルギーを測定した。溝と平行方向の
配向部の破壊エネルギーは５Kg・cmであり、溝と
直角方向に配向させたレンズの破壊エネルギーは
25Kg・cmであつた。
第１図は同心円状に溝を有するフレネルレンズ
の平面図、第２図は平行状に溝を有するフレネル
レンズの平面図、第３図はフレネルレンズの断面
図を示す。第４図、第５図はレンズの溝方向にほ
ぼ直角の方向の樹脂配向を有するフレネルレンズ
の平面図。第６図、第７図は２軸延伸する経過を
示す平面図、第８図、第９図、第１０図はフレネ
ルレンズの一部を組合せて一つのフレネルレンズ
にした場合の平面図をそれぞれ示す。第１１図Ａ
は薄肉キヤビテイ状態を示す射出成形用金型の側
断面図、第１１図Ｂは型キヤビテイが肉厚状態に
なつた金型の側断面図を示す。 １…フレネルレンズの溝、２，３…樹脂配向
（矢印で示す）、５…樹脂素材、６…延伸された素
材、１０…型キヤビテイ、１２…型材、１４…フ
イルムゲート。
の平面図、第２図は平行状に溝を有するフレネル
レンズの平面図、第３図はフレネルレンズの断面
図を示す。第４図、第５図はレンズの溝方向にほ
ぼ直角の方向の樹脂配向を有するフレネルレンズ
の平面図。第６図、第７図は２軸延伸する経過を
示す平面図、第８図、第９図、第１０図はフレネ
ルレンズの一部を組合せて一つのフレネルレンズ
にした場合の平面図をそれぞれ示す。第１１図Ａ
は薄肉キヤビテイ状態を示す射出成形用金型の側
断面図、第１１図Ｂは型キヤビテイが肉厚状態に
なつた金型の側断面図を示す。 １…フレネルレンズの溝、２，３…樹脂配向
（矢印で示す）、５…樹脂素材、６…延伸された素
材、１０…型キヤビテイ、１２…型材、１４…フ
イルムゲート。
Claims (1)
- １ 少くとも一つの配向軸がフレネルレンズの溝
方向とほぼ直角方向に樹脂配向された強化合成樹
脂製フレネルレンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1150783A JPS59137902A (ja) | 1983-01-28 | 1983-01-28 | 合成樹脂製フレネルレンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1150783A JPS59137902A (ja) | 1983-01-28 | 1983-01-28 | 合成樹脂製フレネルレンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59137902A JPS59137902A (ja) | 1984-08-08 |
| JPH0376212B2 true JPH0376212B2 (ja) | 1991-12-04 |
Family
ID=11779930
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1150783A Granted JPS59137902A (ja) | 1983-01-28 | 1983-01-28 | 合成樹脂製フレネルレンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59137902A (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56159127A (en) * | 1980-05-12 | 1981-12-08 | Dainippon Printing Co Ltd | Manufacture of fresnel lens |
| JPS5749527A (en) * | 1980-09-10 | 1982-03-23 | Japan Atom Energy Res Inst | Manufacture of fresnel lens |
| JPS57109618A (en) * | 1980-12-27 | 1982-07-08 | Dainippon Printing Co Ltd | Both faces fresnel lens and its manufacture |
-
1983
- 1983-01-28 JP JP1150783A patent/JPS59137902A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59137902A (ja) | 1984-08-08 |
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