JPH0544329B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、一対のレンズ成形用モールド間に形
成されるキヤビテイ内に粒状あるいはタブレツト
状の熱可塑性合成樹脂を充填してレンズを成形す
る合成樹脂レンズの成形方法に関するものであ
る。

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

［発明の解決しようとする問題点］ 前記のような粒状の熱可塑性合成樹脂を原料と
して合成樹脂レンズを成形する方法としての射出
成形法、圧縮成形法または押出成形法などにおい
て、その成形条件は原料の合成樹脂を可塑化する
ための高温加熱や成形圧力、例えば1000Kg／cm²程
度の高い圧力を必要としていて、このために成形
機は大型となり、高価なものとなつている。しか
も加熱機構などは成形機の外部より加熱するよう
になることから、原料の合成樹脂の可塑化に対す
る効率という点では極めて低く、また、高い圧力
の付与は成型モールド耐圧力が必要となり、金属
製成型モールドを使用せざるを得ないという制約
がある。特に、金属製成型モールドはその仕上に
おいて研磨加工は容易ではなく、高精度のモール
ドは得難い。

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

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

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

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

本発明において、レンズ成形用モールドは２個
を一対としたガラス製モールドからなる。ガラス
製モールドはレンズの転写面を、成形されるレン
ズの所望曲面にしたがつて高精度に、例えば研磨
によつて加工することができる。ガラス製モール
ドの大きさ及び転写面の曲率は所望レンズに依存
し、例えば眼鏡レンズなどでは直径60mm〜70mmで
あり、マイナスレンズであれば成形されるレンズ
は周辺が厚く、プラスレンズであれば中央が厚い
ことから、それらにしたがつた曲率が付与され、
マイナスレンズであればマイナス８ジオプターで
あつても成形し得る。ガラス製モールドの厚さは
特に限定されないが、成形されたレンズに偏肉が
現われる場合は、モールドを厚くすることによつ
て偏肉を防ぐことができる。モールドのレンズ転
写面の背面は補強材として、例えば、金属材料、
合成樹脂、合成樹脂複合材料、石膏などによつて
裏打されてもよい。

一対のレンズ成形用モールドは、その側面周囲
を巻装する部材によつて、所望レンズの厚さにし
たがつたキヤビテイが確保され、従来の液状モノ
マーを充填して硬化させる注型成形用モールドと
実質的に同一に組み立てられる。而して、下部の
モールドと側面周囲を巻装する部材とにより形成
されたキヤビテイ相当部分に粒状あるいはタブレ
ツト状の原料の合成樹脂を充填し、その原料の合
成樹脂の上に上部とモールドを載置する点におい
て、注型成形法とは、原料の合成樹脂の充填方法
を異にする。当然のことながら、原料の合成樹脂
の充填量は可塑化、溶融による収縮と、成形レン
ズの厚さとの関係において、予め考慮されるもの
である。

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

成形用モールドの組み立てについて、第１図に
より説明する。第１図は、マイナスレンズ用に組
み立てられた成形用モールドの断面図であつて、
ガラス製モールド１，２とその側面周囲を巻装す
る部材であるシリコンゴム製の円筒体３とによつ
てキヤビテイ４が形成されていて、そのキヤビテ
イ内に粒状あるいはタブレツト状の原料の熱可塑
性合成樹脂５が充填される。而して、原料の合成
樹脂はガラス製モールド１を円筒体３の内部に挿
入して密接させてからモールド１の転写面上に所
定量充填する。更にガラス製モールド２を転写面
を原料の合成樹脂５に接するように円筒体３に挿
入して、原料の合成樹脂上に載置する。モールド
１，２の転写面には必要により離型剤などが塗布
されていてもよい。ガラス製モールド２と円筒体
３とが接する部分には図示されてはいないが、キ
ヤビテイ内の空気を排出し得る微小な間〓が設け
られる。ガラス製モールドは外部から特に加圧す
ることを要しないが、必要によつてはガラス製モ
ールド１，２の背面からそれを挟持するように、
例えば弾性体６などによつて低圧に加圧する。か
くして、成形用モールドは組み立てられる。

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

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

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

本発明の合成樹脂レンズの成形方法において、
前記のように組み立てられた成形用モールドは加
熱炉に入れてキヤビテイ内の熱可塑性合成樹脂を
少なくとも軟化温度にまで加熱して可塑化させる
のに充分な時間保持することが必要である。この
ように加熱温度は従来の成形方法における高温加
熱より可成り低温である。したがつて成形条件と
しての加熱温度は使用する合成樹脂の種類によつ
て軟化温度を異にすることから、一律には限定さ
れない。而して、合成樹脂の少なくとも軟化温度
以上に保持されて、レンズが成形されるに足る時
間保持されることが必要である。加熱温度と保持
時間は相互に関連し合い、低温傾向であれば保持
時間は長く、高温傾向であれば保持時間は短くて
よいことになる。

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

成形条件としての高加圧は必要としない。前記
のようにモールドの背面を弾性体などによつて数
Kg／cm²の低加圧で挟持する程度で充分である。

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

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

［実施例］ 実施例 １ ポリメチルメタクリレートのペレツト40ｇを約
97℃に加温された乾燥機内に16時間保持して乾燥
した。次に第１図に示されるような直径60mmで転
写面の曲率がマイナス６ジオプターのレンズ成形
用ガラス製モールドとモールド側面周囲を巻装す
る部材としてシリコンゴム製の円筒体とによつて
形成されたキヤビテイ内に上記の乾燥されたペレ
ツトを充填して、約４Kgｆの圧力がかかる弾性ク
リツプでガラス製モールドを背面から挟持して、
モールドを組み立てた。

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

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

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

実施例 ２ ポリメチルメタクリレートのペレツトを予備乾
燥した後、射出成形機により、射出成形して得ら
れた予備成形品としてのタブレツトを95℃で42時
間、更に105℃で18時間乾燥後、実施例１と同様
にガラス製モールドと巻装部材とによつて形成さ
れたキヤビテイ内に充填して、モールドを組み立
てた。

このように組み立てられたモールドを約150℃
に加熱された炉内に入れ、２時間保持して、レン
ズを成形させた。次に、実施例１と同様に徐冷、
冷却後、モールドより成形レンズを取り出した。

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

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

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

【図面の簡単な説明】

第１図は、マイナスレンズ用に組み立てられた
成形用モールドの断面図である。図において、
１，２はガラス製モールド、３は円筒体、４はキ
ヤビテイ、５は原料の合成樹脂、６は弾性体を示
している。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 一対のレンズ成形用モールドとそのモールド
   側面周囲を巻装する部材とによつてモールド間に
   形成されるキヤビテイ内に合成樹脂原料を充填し
   て合成樹脂レンズを成形する方法において、上記
   のレンズ成形用モールドがガラス製モールドから
   なるキヤビテイ内に粒状あるいはタブレツト状の
   熱可塑性合成樹脂を充填し、低圧、加熱下に成形
   することを特徴とする合成樹脂レンズの成形方
   法。