JPS58224724A - プラスチツクレンズ成形用型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、プラスチックレンズ例えばプラスチックの
眼鏡レンズ又は光学レンズを成形するだめのグラスチッ
クレンズ成形用型に関する。

近年、プラスチックからなる光学機器用レンズ或は眼鏡
レンズが注目を集めている。その理由として、プラスチ
ックレンズは、極めて優れた耐衝撃性及び透明性を有し
かつ軽量であり、その他光学的特性も良好であること等
が挙げられる。まだ近年、ファションメガネとしてプラ
スチック性眼鏡用レンズが流行しておシ、これもプラス
チックレンズの使用機会の増加に拍車をかけている。こ
れは、ガラスレンズでは十分な破壊強度をもたせながら
径の大きなものを製造しようとすれば、得られたレンズ
が非常に高価なものとなシまだ重量も増えて適当でない
からといえる。また、サングラスの様に流行性をもだせ
るだめ着色されたレンズの需要が増大しているが、ガラ
スレンズの着色は容易ではなく、その点プラスチックレ
ンズは比較的簡単に着色することができる。この様なグ
ラスチックレンズは、ポリカーボネイトやポリメタアク
リレート等の光学用に適した熱可塑性樹脂を射出酸形成
は圧縮成形によシ製造されるか、又は眼鏡レンズの様に
注型成形によって製造されている。

通常行われているグラスチックレンズの注型成形を紹介
すると、例えば特開昭５６．−２７３２７号にも記載さ
れているが、第１図に示すように、通常ガラスで作られ
た１対の上型Ａ及び下型Ｂを、各型に設けた光学仕上面
Ｃ及び０間にキャビティ（空所）Ｅを形成するように、
ガスケツ）Ｇで保持し、モノマー、その他重合触媒等の
プラスチック原料をキャビティＥ内に充填し、バネクラ
ンプＦ等により上型Ａ及び下型Ｂを挾持し、加熱等にヨ
リプラスチック原料を重合硬化させてプラスチックレン
ズを成形する。この注型成形に用いられるガスケットＧ
は、ゴム、エラストマー、又は比較的軟質の合成樹脂等
の柔軟性材料からなシ、通常はガラスである上型及び下
型Ａ、Ｂと相合せて使用され、２個のガラス型の対向す
る光学仕上面Ｃ及びＤはレンズに必要なカーブを有し、
モノマー等のプラスチック原料は２個のガラス型の間に
形成されたキャビティＥ内に充填され、空気が入らぬよ
う密閉される。そして、原料を充填した成形型をそのま
ま加熱炉等に入れてプラスチック原料を重合硬化させる
。この際、レンズの歪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、通常は一昼夜程度以上要する
場合が多い。最後に組立てられた成形型を分解して中の
レンズを取り出すが、この時分解し易いようにガスケッ
トは切断されることが多く、ガスケットの再使用は行わ
れない。ガラス型は次の注型成形に再使用されることが
多い。成形されたプラスチックレンズは急冷又は衝撃等
によりガラス型から離型され、その周縁が第４図に示す
ように変形されたものとなるが、その中央部を点線で示
すようにトリミングして使用される。

この様なプラスチックレンズの注型成形における最大の
問題点はガスケットにある。ガスケットは、重合反応の
際プラスチック原料の容積収縮が起こった時、上型及び
下型がレンズの厚さ方向に接近できるものでなければな
らないし、まだプラスチック原料がガスケット壁面Ｗ（
第１図）から早期に分離したりすると、レンズの歪、ク
ランク、その他の損傷を発生する恐れがあるだめ、成形
中プラスチック原料がガスケット壁面に適度に付着して
いるようでなげればならない。従来、プラスチックレン
ズ注型成形用に用いられたガスケットＧは、第１図に示
すように、脚部が半径方向内側に向いて上下のガラス型
にはさまれたほぼＴ型の断面形状の環状ガスケットであ
って、容積収縮に対応できるように中央部に外周部から
脚部へかけて半径方向内側に向いたスロットＳが刻設さ
れている。プラスチック原料の重合硬化サイクル間の熱
によシガスケットＧが軟化すると、上下のガラス型Ａ、
Ｂはプラスチック原料の収縮（ＣＲ−３９（商品名）で
は約１３％の収縮率）に応じて接近運動する。そこで、
ガスケットＧは、クランプＦにより加えられる圧力の下
に、プラスチック原料の収縮に追従してスロットＳの介
在の下に内側に落込むが、通常、収量Ｆｉ、型の内部で
均一に起らず不均一に収縮するため、重合硬化が完了し
た時点では、第２図に示すように、上型Ａと下型Ｂとが
ずれた変形をしてしまう。このようにガスケットＧが変
形してしまうと、成形によってでき上ったプラスチック
レンズＬは、第３図に示すように、上下の光学仕上面り
、とＬ２の光軸ｏ１と０２が一致しなくなると共に、レ
ンズの肉厚も１．）　１２となって左右対称に均一なも
のとはならない。

従って、従来のガスケットを使用した注型成形では、眼
鏡用レンズの如く厚さに多少バラツキがあシまた上下曲
面の光軸に多少のずれがあっても眼で容易に調節できる
範囲内で実用上支障のないプラスチックレンズの成形は
できるが、カメラやグロジエクタ等の光学機器に使用さ
れるような高精度のプラスチックレンズを得ることは到
底望めないという欠点があった。

従って、この発明の目的は、プラスチノクレンズ成形用
型に用いられる環状ガスケットを改良し、光学（幾器に
も使用することのできる高精度のプラスチックレンズを
得られるようにしたプラスチックレンズ成形用型を提供
することである。

この発明は、ガラス型が着座する環状ガスケットの面を
半径方向で内側に肉厚が厚くなるようなテーパとし、し
かも該ガスケットの外周部と嵌合する剛性の外枠を設け
ることにより、ガスケット内周壁の高い応答性により内
部応力を減少させ、重合硬化の完了時点でのレンズの変
形を防ぎ、高事青度のプラスチックレンズを４４）るよ
うにしたものである。

以下、この発明の詳細を実施例について説明する。この
発明の第１実施例によるプラスチックレンズ注型成形用
型を示す第５図において、当該型は、通常、ガラスで作
られかつレンズ伸」えばメニ１ スカス型凹レンズの光学仕上面１及び２が形成された１
対の上型３及び下型４を備え、上下のガラス型３及び４
は、両型の間にキャビティ５を形成すべく第６図に示す
ように、環状ガスケット６によって一定距離離して支持
されている。

環状ガスケット６は、上下のカラス型３．４と内径で嵌
合してこれらを環状に取巻く外周部６ａと、注型材料と
接触しかつ成形直後のレンズ外周を規定するガスケット
内周壁７と、外周部６ａから半径方向に内側に張出して
上型３及び下型４の着座する上型支持面８及び下型支持
面９とからなる。この上型支持面８及び下型支持面９は
、半径方向で内側に肉厚が厚くなるよう角度αを形成す
るテーパになっている。この角度αは、注型材料の性質
、レンズ面形状及びレンズ肉厚等によって決定される。

そのだめ上型３及び４のガスケット６に着座する上型着
座面１０及び下型着座面１１は、第６図に示すように上
型支持面８及び下型支持面９の面全体で支持されるよう
に、それぞれ対応したテーパになっている。まだ環状ガ
スケット＼ ６は半径方向に弾性変形可能である。そして環状ガスケ
ット６の最外周部は、円筒リング形状の外枠１２の内径
と嵌合している。この外枠１２とガスケット６の嵌合は
接着剤等の結合手段を用いることなく単なるはめ合せに
よって結合され私　ガスケット６の外周部６ａの内径に
対し上下のガラス型３．４をはめ合せ、下型着座面１０
及び下型着座面１１を上型支持面８及び下型支持面９に
着座することで第６図に示すように注型成形用型が組立
てられる。つまシ、キャビティ５は、外枠１２と嵌合し
たガスケット６の内周壁７によシ外周が形成され、上型
３と下型４によりレンズ面が形成される。上記のように
構成された注型用型はノくネタランプ１３等によって定
位置に保持される。

環状ガスケット６は、適当な弾性材料、例えば軟質ポリ
塩化ビニルやポリオレフィン、エチレンＬ！Ｉ￥酸ビニ
ル共重合体の組成物から作られる。まだ外枠１２は、適
当な剛性材料、例えばスチール材、ステンレス材、アル
ミ材等で作られている。

組立てられた注型用型内にあって上記のよう（＝構成か
つ密閉されたキャビティ５に、モかマー等のプラスチッ
ク原料（例えばジエチレン・グリコールヒス・アクリル
カーボネート商品名ｃＲ−３９）と重合開始剤の混合液
体を注射器等で注入し、重合過程でこのプラスチック原
料を硬化するとプラスチックレンズが形成される。

第５図に示しだ第１実施例のプラスチックレンズ注型成
形用型の作用を説明すると、環状ガスケット６は、上型
及び下型の雨着座面１０．１１間にはさまれキャビティ
５をシールしてプラスチック原料の流出を防止する機能
を有すると共に、上下ガラス型３．４の着座する上型支
持面８及び下型支持面９が従来のガスケット構造に比較
して半径方向に内側に向かって肉厚が厚くなるようテー
パ面となっているだめ、プラスチック原料の肉厚方向の
収縮に対して半径方向で内側に大きな応答性か得られ、
ガスケットのレンズ硬化収縮に対して充分な適応性、特
にガスケットか加熱された際プラスチック原料の収縮が
起こるにつれて第７図に示すようにガスケットの内周壁
７が相互に近づく適応性を得る。外枠１２は、環状ガス
ケット６と共働してプラスチック原料が流出するめを防
止する機能を有すると共に、その剛性の円筒体でもって
、ガスケット外周部６ａを介し上型及び下型盆同時にか
つ同軸に支承することにより両レンズ面１及び２の光軸
を合わせる機能を有する。

第７図において、プラスチック原料の重合過程における
熱でガスケット祠が軟化するにつれ、クランプ１３で加
えられる圧力によって上型３及び下型４は光軸方向（入
方向　第８図（イ）及び（ロ））に収縮し相互に近づく
。その際、上型支持面８及び下型支持面９がテーパにな
っているだめ、第８図（イ）に示すように、入方向の収
縮力はＢ方向とＣ方向に分散される。環状ガスケット６
は、弾性変形可能で゛あるので、第８図（ロ）に示すよ
うに、Ｂ方向のベクトルによって従来のガスケットに比
ベガスケノト内周壁７の両対向面がＤ方向へ相互に近づ
き収縮する応答性が高い。このときガスケット６は、剛
性の外枠１２によって外側への変形が押えられているだ
め、ガスケット外周部６ａの一部が外枠１２から分離し
ながらガスケット内周壁７の両対向面が相互に近づく変
形をする。

以上のように、注型材料の収縮に一致するガラス型３．
４のレンズ肉厚方向（入方向）の収縮運動に連動してガ
スケット内周壁７の内側両対向面が相互に近づく高い応
答性を有しているだめ、グラスチック原料に対するガス
ケット内周壁７の早期分離を避けることができ、重合完
ｒ後のレンズの内部応力は最小となる。また環状ガスク
ツトロの外周部６ａは剛性の外枠１２により支承される
ので、変形による光軸のズレもなくまだレンズ肉厚も左
右対称に均一なものとなる。特にガスケット内周壁７の
高い応答性により内部応力を減少させ、かつ重合硬化の
完了時点でのレンズの変形を防ぐことによシ、高精度の
プラスチックレンズを得ることができる。

第９ないし１０図は、この発明の第２実施例を示すもの
である。第２実施例は、上型支持面８及び下型支持面９
からなるガスケット内周部６ｂが上型３及び下型４が着
座した際常温で上下のガラス型３．４を支持することが
でき、かつ注型材料が硬化する際の高融状態で変形可能
な肉厚幅ｄたけ有している点を除いて、第１実施例と同
様であって同一の部材には同一の符号を付しである。第
２実施例の場合、ガスケットの外周部６ａと内周部６ｂ
は上型３及び下型４の着座間隔より肉の薄い薄肉部６Ｃ
によって一体に結合され、薄肉部６Ｃと上型３及び下型
４の間はレンズ光軸０を取り巻く環状の中空溝６ｄを形
成する。そして第１実施例と同様に、上型支持面８と下
型支持面９は半径方向に内側で肉厚が厚くなるよう角度
αを形成するテーパとなっている。この角度αは注型材
料の性質、レンズ形状によって決定される。

第２実施例の構成、材質及び動作は第１実施例と全く同
様である。本実施例では、土ニガラス型３．４の着座す
る支持面８及び９が高温状態で変形可能な肉厚ｄしかな
いだめ、同様にガスケット内周壁７が相互に近づき収縮
する応答性が得られる。

第１１図は、この発明の第３実施例を示すものである。

第３実施例は、中空溝６ｄに常温で上型３及び下型４を
一定距離離して支持するリング１４を挿入している点を
除いて、第２実施例と同様であって同一の部材には同一
の符号を付しである。

第３実施例の場合、内周部６ｂの肉厚ｄは、第２実施例
に比べ高温状態での半径方向内側への変形効果をよシ大
きくするために、常温で上型３及び下型４を着座させた
際ガラス型３．４を支持できずに半径方向内側に変形し
てしまっても構わない程度としている。そのだめリング
１４を挿入し、リング１４は、常温状態で上型３及び下
型４を支持できるだけの剛性を有し、かつ注型材料が硬
化する際の高温で変形できるような材料、例えばポリ塩
化ビニル・ポリオレフィン、合成ゴム等によって作られ
ている。

第３実施例の構成、材質及び動作は第２実施例と全く同
様である。特に第３実施例ではリング１４によってプラ
スチックレンズのレンズ肉厚が規定される。

以上説明したように、この発明は、半径方向に内側で肉
厚か厚くなるようなテーパ面でガラス型を着座支持する
ガスケットを備え、かつ該ガスケットの外周部と嵌合す
る剛性の外枠を設けたので、光学機器用レンズとしても
充分使用できる高精度のプラスチックレンズを得ること
ができる。その特殊な構造のだめにレンズの硬化過程で
起こる固有の収縮に充分適応することができ、従ってレ
ンズの内部応力を最小にしかつガスケットの早期分離を
避ける効果がある。まだ従来のガスケットを使用した注
型成形用型に比べて明らかに歩留シの向上並びに品質の
改善に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のプラスチックレンズ成形用型を示す断面
図、第２図は第１図に示す成形用型のガスケット変形を
示す断面図、第３図は第１図に示す成形用型により得ら
れるプラスチックレンズを例示する部分断面図、第４図
は成形後使用するレンズのトリミング部分を示す部分平
面図、第５図はこの発明の第１実施例のプラスチックレ
ンズ成形用型の分解図、第６図は第５．、鴨に示す成形
用型の組立てられた状態を示す断面図、第７図は第６図
に示す成形用型の作用を示す断面図、第８図（イ）及び
（ロ）は環状ガスケットの作用を示す概要図、第９図は
この発明の第２実施例のプラスチックレンズ成形用型を
示す断面図、第１０図は第９図に示す成形用型の作用を
示す断面図、第１１１甲はこの発明の、第３実施例のプ
ラスチックレンズ成形用型を示す断面図である。 １及び２・・・レンズ面、　　　３・・・上型、４・・
・下型、　　　　　　　５・・・キャビティ、６・・・
環状ガスケット、６ａ・・・ガスケット外周部、６ｂ・
・・ガスケット内周部、 ６ｄ・・・中空溝、　　　　　　７・・・内周壁、８・
・・上型支持面、　　　　９・・・下型支持面、１０・
・・上型着座面、　　　１１・・・下型着座面、１２　
外枠、　　　　　　１４・・・リング、α・・・角度。 代理人　　弁理士　　渡　辺　昭　二 基１図 展５− 蒸乙区 菓７図 （イン　　　　　　功−一　８　　国り　　　　、。。 尾９図 蒸１Ｏ（２１ 襄／／図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■、プラスチックレンズの一方のレンズ面を成形するだ
   めのレンズ面形成用上型と、プラスチックレンズの他方
   のレンズ面を成形するだめのレンズ面形成用下型と、上
   型及び下型間にキャビティを形成するだめの環状ガスケ
   ットとを備えたプラスチックレンズ成形用型において、
   上型及び下型が着座する環状ガスケットの面を半径方向
   で内側に肉厚が厚くなるようなテーパとすると共に、該
   ガスケットの外周部と嵌合する剛性の外枠を設けたこと
   を特徴とするプラスチックレンズ成形用型。 ２　上型が着座する上型支持面及び下型が着座する下型
   支持面を有するガスケットの内周部が、注型材料の硬化
   の際の熱で変形可能な肉厚幅となっている特許請求の範
   囲第１項に記載のプラスチックレンズ成形用型。 ３　ガスケットの外周部と内周部との間に形成した中空
   溝にリングを挿入した特許請求の範囲第１項に記載のプ
   ラスチックレンズ成形用型。