(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の壁部で形成されたキャビティをテープで塞いで成型用モールドを形成し、前記キャビティにプラスチック原液を注入して成型するプラスチック製品の製造方法であって、
前記プラスチック製品はプラスチックレンズであり、前記成型用モールドは前記プラスチックレンズの眼球側の面を規定する第１の壁部と、物体側の面を規定する第２の壁部とを備えており、
前記第１および第２の壁部の間の端幅を計測し、第１の流量および第１の時間を設定し、前記キャビティに前記第１の流量で前記第１の時間、前記プラスチック原液を注入する第１の工程と、
この第１の工程に続いて前記キャビティに前記第１の流量より少ない第２の流量で前記プラスチック原液を注入する第２の工程とを有することを特徴とするプラスチック製品の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、前記端幅から想定される最小のキャビティ容量を越えないように前記第１の流量および前記第１の時間を設定することを特徴とするプラスチック製品の製造方法。
【請求項３】
プラスチックレンズの眼球側の面を規定する第１の壁部と、物体側の面を規定する第２の壁部で形成されたキャビティをテープで塞いだ成型用モールドにプラスチック原液を少なくとも２つの異なる流量で注入可能な注入装置と、
前記第１および第２の壁部の間の端幅を計測する計測装置と、
前記端幅によって第１の流量および第１の時間を設定し、前記第１の時間、前記第１の流量で注入した後に、前記第１の流量よりも少ない第２の流量で注入するように前記注入装置を制御する制御装置とを有することを特徴とするプラスチック製品の製造装置。
【請求項４】
請求項４において、制御装置は、前記端幅から想定される最小のキャビティ容量を越えないように前記第１の流量および前記第１の時間を設定することを特徴とするプラスチック製品の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチックレンズなどのプラスチック製品を成型するための製造方法および製造装置に関し、特に、テープ等によって複数の型を組み立てて構成した成型用モールドに適した製造方法および製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プラスチックレンズの製造方法として粘着テープを用いた、いわゆるテープモールド法が知られている。この方法では、図１および図２に示すような成型用モールド５が用いられる。この成型用モールド５は、一方の面をレンズ成型面１ａおよび２ａとする２枚のガラス型１および２を、互いの成型面１ａおよび２ａを所定の間隔をもって対向させて、この状態で両方のガラス型１および２の外周面１ｂおよび２ｂにまたがるように、また、両方のガラス型の外周面１ｂおよび２ｂの全周に粘着テープ３を粘着巻回して２枚のガラス型１および２を固定保持して形成される。そして、２枚のガラス型１および２の間に形成された空間（キャビティ）４に重合して硬化するプラスチックレンズの原料液が注入され、加熱などの処理を行って重合硬化され、プラスチックレンズが成型される。
【０００３】
このようなレンズモールド５にプラスチックレンズ原料液（原液）を注入する方法としては、２枚のガラス型１および２の周面に粘着巻回された粘着テープ３を一部剥がして開口を作る方法がある。この方法では、次のような工程でプラスチックレンズが製造される。
【０００４】
１．予め準備された粘着テープ３を粘着巻回して形成されたレンズモールド５を人手により粘着テープ３の一部を繋ぎ合わせ部から剥がして開口を形成する。
【０００５】
２．プラスチックレンズ原料液を充填したタンクと注入管を濾過装置などを介して配管接続し、その注入管の先端を開口に入れる。
【０００６】
３．ポンプ、圧送するなどの手段により原料液をレンズモールド５に注入する装置を用い、原液をキャビティ４に注入する。
【０００７】
４．キャビディ４に原液を充填した後、再び粘着テープ３の剥がした部分を貼りつけてキャビティ４を密封する。
【０００８】
５．原液を硬化する。
【０００９】
その他に、先端の鋭利な注入管の先端部分をレンズモールド５の粘着テープ３を突き破って挿入し、原液を注入する方法もある。そして、キャビティ４に原液を充填した後に、注入管を抜き取って、突き破られた注入管の挿入口を別の粘着テープではりつけたり、接着剤を塗布して閉鎖する方法が用いられている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来、上述したような粘着テープ３を剥がして注入管を挿入して樹脂を充填する一連の作業は人手によって行われている。この原液に作業員が触れると皮膚がかぶれる可能性があり、また、原液の刺激臭を嗅ぐと気分が悪くなる可能性がある。このため、換気などの設備の完備した遮断された環境で、ドラフターを用いて作業を行ったり、あるいはメガネ、マスク、手袋などの保護具をつけて作業が行われている。従って、非常に作業効率が悪く、また、プラスチックレンズの製造コストを下げることができない大きな要因の１つとなっている。このため、原液を注入する工程を自動化することが急務となっており、様々な自動化方法および機器が検討されている。
【００１１】
そこで、本発明においては、ガラス型１および２を薄膜状の粘着テープ３で固定してキャビティ４を形成したモールド５に原液の注入工程を自動化するに際し、所定の安定した速度で製品を製造することができるプラスチック製品の製造方法および製造装置を提供することを目的としている。例えば、複数のガラス型を粘着テープで固定した成型用モールドに対し原液を注入する際に、注入速度が早すぎると注入を停止するタイミングが少しずれるだけで大量の原液が成型用モールドから溢れてモールドを保持するチャックにかかってしまう。そして、この原液が固まるとチャックの機能を阻害するので安定した動作ができなくなってしまう。一方、原液の注入速度を遅くしすぎると漏れ量は少なくできるが、注入時間が非常に長くなり、前後の工程との処理時間の整合がとれなくなってしまう。さらに、適当な注入速度を選択しようとしても、プラスチックレンズ用の成型用モールドはキャビティの容量が個々に変わるので、そのキャビティ内の原液の充填状態を検出するなどの設備が必要となり製造装置が高価になってしまう。
【００１２】
このため、本発明においては、原液の漏れを防止できると共に、原液の注入時間を短縮できる製造方法および製造装置を提供することを目的としている。さらに、キャビティの容量が変動するプラスチックレンズ用の成型用モールドに対しても原液漏れを防止でき、前後の工程との整合性も保てる速度で原液を注入できる製造方法および製造装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明のプラスチック製品の製造方法においては、まず、原液の注入工程を少なくとも２段階に分け、所定の時間だけ大流量で原液を注入し、その後、注入終了に向かっては少流量で原液を注入することによって注入時間を短縮すると共に漏れ量を少なくできるようにしている。すなわち、本発明の、複数の壁部で形成されたキャビティをテープで塞いで成型用モールドを形成し、キャビティにプラスチック原液を注入して成型するプラスチック製品の製造方法においては、キャビティに第１の流量で第１の時間、プラスチック原液を注入する第１の工程と、この第１の工程に続いてキャビティに第１の流量より少ない第２の流量でプラスチック原液を注入する第２の工程とを有することを特徴としている。このように、注入途中で流量を切り換えることによって注入時間を短縮でき、同時に、終了時の流量を小さくすることによって漏れ量を大幅に低減することができる。このような製造方法は、複数の壁部で形成されたキャビティをテープで塞いだ成型用モールドにプラスチック原液を少なくとも２つの異なる流量で注入可能な注入装置と、第１の時間、第１の流量で注入した後に、第１の流量よりも少ない第２の流量で注入する制御装置とを有することを特徴とするプラスチック製品の製造装置で行うことが可能である。
【００１４】
しかしながら、成型用モールドがプラスチックレンズの眼球側の面を規定する第１の壁部と、物体側の面を規定する第２の壁部とを備えたプラスチックレンズ用の場合は、レンズの仕様によって曲率や厚みが異なるために最適な流量を選択することが難しい。そこで、本発明においては、第１の工程に先行して第１および第２の壁部の間の端幅を計測することによってキャビティの容量を推定し、第１の流量および第１の時間を設定するようにしている。さらに、乱視矯正用のプラスチックレンズにおいては、キャビティの内面がトーリック面となるために端幅が計測する箇所によって異なる。そこで、端幅から想定される最小のキャビティ容量を越えないように第１の流量および第１の時間を設定することにより、必ず小流量で注入を終えるようにしている。このため、仕様の異なるプラスチックレンズの成型用モールドのそれぞれに適した流量と時間の組み合わせを設定することが可能となり、注入時間を短縮すると共に液漏れを防止することができる。
【００１５】
本発明のプラスチック製品の製造方法および製造装置においては、原液を注入する工程において、注入過程の途中で注入量を切り換えることによって注入時間を短縮できると共に液漏れも防止できる。このため、原液の注入を自動化し安定した動作を継続して行わせることができる。また、上流や下流の工程に合わせて注入時間を設定することも可能となる。従って、原液の注入工程を含めたプラスチック製品の製造過程を全体を自動化することも可能となり、作業環境を改善して製造コストを下げることが可能になる。
【００１６】
さらに、プラスチックレンズの成型用モールドを用いた本発明の製造方法および製造装置においては、端幅を計測することによって、その成型用モールドに適した注入パターンを設定することができるので、注入パターンを誤ることがなく信頼性の高い製造装置を提供できる。また、個々の成型用モールドのデータを外部から導入しなくとも注入パターンを決定できるので、本発明に係るプラスチック製品の製造装置の製造コストを下げることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明をさらに詳しく説明する。図３に、プラスチックレンズの成型用モールドにプラスチックレンズ原料液（原液）を注入する処理を自動的に行うプラスチックレンズの製造装置１０の平面的な配置を示してある。本例の製造装置１０は、図１および図２に示したような構成の成型用モールド５に原液を注入する装置であり、所定の曲率およびレンズ厚みなどが得られるように成型用モールド５を形成するテープモールド装置（不図示）の下流に設定され、成型用モールド５に原液を注入する作業から熱重合用のパレットに収納するまでの作業を自動的に行うようになっている。従って、テープモールド装置のプロダクトタイムを維持するためには、適当な処理時間で注入処理を終了し、パレットに搬入することが重要である。
【００１８】
本例の製造装置１０には、テープモールド装置で製造された成型用モールド５が搬送ベルト９により、凸面を上にした水平な状態で順番に送られてくる。製造装置１０は、これらの成型用モールド５をモールド供給装置１１によって２つづつ同時に把持（チャッキング）し、計測ステーション２０に移送する。計測ステーション２０は、図４に示すように、送られた成型用モールド５をチャック２９によって垂直に立て、成型用モールド５の頂点の位置のガラス型の外周面１ｂおよび２ｂにダイヤルゲージ２１を接触し、その状態でテープ３を横断するように移動する。そして、移動するときにダイヤルゲージの先端２２が上下に変化する位置によってガラス型１および２の間、すなわち、キャビティ４の端幅（レンズのコバ厚に相当する寸法）８が計測される。本例の製造装置１０においては、この端幅８によって原液の注入位置が決定され、さらに、原液の注入パターンが決定される。
【００１９】
計測ステーション２０では、次に、図５に示すように、成型用モールド５をチャック２９で垂直に立てた状態で１８０°旋回し、下側から注入穴７を開ける。穴開けユニット２５は、端幅８に沿った方向に移動できるようになっており、エアヒーターにより２００℃前後に加熱した圧縮空気を金属ノズル２６から所定の位置に０．１〜１秒ほど吹きつけて注入穴７を加工する。その後、再び１８０°旋回して注入穴７が上方を向いた状態に成型用モールド５をセットする。
【００２０】
図３に戻って、注入穴７が形成された成型用モールド５は、計測ステーション２０から移送チャック１２ａに移される。そして、移送用チャック１２ａは、移送ベルト１２によって直線状に往復動される。この移送用チャック１２ａは、成型用モールド５を計測ステーション２０から注入ステーション５０に向かって移動する。注入ステーション５０に成型用モールド５が到達すると、移送用チャック１２ａから注入ステーション５０のチャック６１に成型用モールド５が移される。
【００２１】
図６に、成型用モールド５にプラスチックレンズの原液を注入する注入ステーション５０の概要を示してある。本例の注入ステーション５０では、製造装置１０の下部に収納された加圧プラスチックレンズ原料液供給装置から加圧された原液が原液供給管５１を介して供給されており、原料５９の吐出量を制御するピンバルブ５２に接続されている。ピンバルブ５２の上部には注入パターンを変えるためのパスルモータ５３が設置されており、ピンバルブ５２の先端に設けられた注入針５４から成型用モールド５のキャビティ４に注入する原液の流量および時間が制御できるようになっている。パルスモータ５３は制御装置４０に接続されており、制御装置４０は、計測ステーション２０から端幅８のデータを得て、注入中の成型用モールド５に適した注入パターンを自動的に選択してパルスモータ５３に指示できるようになっている。成型用モールド５に原液を充填した瞬間に成型用モールドから溢れ出した余剰の原液は、真空吸引する吸引ノズル５５によって吸引され、真空発生装置５７に繋がった耐圧瓶５６に溜められる。吸引ノズル５５と耐圧瓶５６を接続する配管の間に原液の有無を感知する静電容量センサー５８が設けられており、吸引ノズル５５によって溢れた原液が吸引されると、ピンバルブ５２をオフにして原液の注入を自動的に止められる。
【００２２】
図３に戻って、この注入ステーション５０で原液が注入された成型用モールド５は、そのままチャック６１に保持された状態でロータリー式の移送手段６０によって１８０°水平方向に旋回し、封止ステーション７０に移動する。封止ステーション７０では、成型用モールド５に形成された注入口にＵＶ硬化樹脂が塗布され、さらに紫外線が照射されてＵＶ樹脂が硬化される。このようにして注入口が封止された成型用モールド５は、ロータリー式の移送手段６０から外される。そして、反転用チャック１５によって水平状態にされ、パレットに移送するための搬送装置９０に乗せられる。搬送装置９０は、原液が密封された成型用モールド５を熱重合用の専用パレット９１にパレタイジングする為のロボットである。従って、本例の製造装置１０によって、テープモールド装置から供給された成型用モールド５に原液を注入し、それを熱重合専用パレット９１に収納する工程を完全に無人作業で行うことができる。
【００２３】
本例の製造装置１０においては、テープモールド装置のプロダクトタイムを維持できるように所定の速度で上記のような種々の作業を行うことが重要である。さらに、プラスチック原液を取り扱う製造装置であるために、原液が漏れるとチャックなどの動作に障害となる恐れがあり、原液を漏れを防止することも作業を安定・確実に行う上では重要なことである。このため、本例の製造装置１０においては、注入ステーション５０を制御する制御装置４０に図７に示したように原液の注入パターンを設定し、原液を高速で注入できるようにすると共に液漏れの発生を防止している。まず、ステップ３１において、計測ステーション２０でダイアルゲージ２１を用いて端幅８を計測する。本例の成型用モールド５は、プラスチックレンズの成型用であるので、レンズのコバ厚に相当する端幅８を計測することによって、成型用モールド５のキャビティ４の容量を想定することができる。そこで、ステップ３２、３３および３４の各段階で端幅８を２ｍｍ、７ｍｍおよび１０ｍｍでクラス分けする。端幅８が２ｍｍ以下のときはキャビティ４の容量が１０ｃｃ前後と非常に小さい。そこで、ステップ３５で１ｃｃ／ｓｅｃという小流量で原液を注入する注入パターン１が選択され、約１０秒前後で原液の注入が終了する。これに対し、次のクラスである端幅８が７ｍｍ以下の場合は、キャビティ４の容量が１０〜２０ｃｃ程度と大きくなる。そこで、ステップ３６において第２の注入パターンが選択される。第２の注入パターンでは、第１の流量として２ｃｃ／ｓｅｃが選択され、４．１秒間その第１の流量で原液を注入した後に、１ｃｃ／ｓｅｃという小流量に切り替わり最後まで注入を行う。従って、第２の注入パターンが選択されることによって２０ｃｃ程度と容量が増大したキャビティ４にも１６秒程度で原液を注入することができる。
【００２４】
端幅８が１０ｍｍ以上とさらに大きくなると、キャビティ４の容量が２０〜２６ｃｃ程度と大きくなる。そこで、ステップ３７において第３の注入パターンが選択される。この第３の注入パターンでは、第１の流量として３．３ｃｃ／ｓｅｃが選択され、４．３秒間その第１の流量で原液を注入した後に、１ｃｃ／ｓｅｃという小流量に切り替わり最後まで注入を行う。従って、第３の注入パターンが選択されることによって２６ｃｃ程度と容量が増大したキャビティ４にも１６秒程度で原液を注入することができる。
【００２５】
さらに、端幅８が１０ｍｍを越えると、キャビティ４の容量は増大し、最大で３２ｃｃ程度になる。そこで、ステップ３８において第４の注入パターンが選択される。この第４の注入パターンでは、第１の流量として３．３ｃｃ／ｓｅｃが選択され、５．６秒間その第１の流量で原液を注入した後に、１ｃｃ／ｓｅｃという小流量に切り替わり最後まで注入を行う。従って、第４の注入パターンが選択されることによって３２ｃｃ程度と容量が増大したキャビティ４にも１９秒程度で原液を注入することができる。従って、本例の製造装置１０においては、薄いプラスチックレンズを成型するモールドから厚いプラスチックレンズを成型するモールドまでほぼ２０秒以下で原液を注入することができる。さらに、注入の最後は１ｃｃ／ｓｅｃと非常に流量が抑えられた状態となっている。従って、原液が注入穴７から溢れるとすぐに注入を停止することによって、原液がチャックに垂れる程に溢れることなく注入を停止することが可能であり、液漏れをほぼ完全に防止することができる。
【００２６】
また、乱視矯正用のプラスチックレンズは、Ｓ度数にＣ度数が加わるので眼球側の面を規定するガラス型１の成型面１ａはトーリック面となる。このため、端幅８は計測する位置によって異なり、Ｃ度数の増減により端幅８の計測値は変化することになる。図８ないし図１０に、端幅８が計測されたときに上記の方法でＳ度数およびＣ度数の組み合わせに対し選択される注入パターンの例を示してある。図８はマイナスレンズの度数に対し選択される注入パターンを示してあり、図９はプラスレンズ、さらに図１０はミックスレンズに対し選択される注入パターンを示してある。キャビティ４の容量はＳ度数によってほぼ決定されるので、Ｃ度数の絶対値が大きくなるほど、キャビティ４の容量に対し、注入時間の短い注入パターンが選択される可能性がある。注入時間が短すぎると大流量で注入している間に注入が終了してしまい、大量に原液が溢れることが考えられる。そこで、本例の製造装置１０においては、それぞれの注入パターンの第１の流量と、その注入時間（第１の時間）で注入される原液の量を、端幅８で選択されるキャビティ４の最小容量に達しないように設定し、大流量で原液を注入している間に注入が終了しないようにしている。例えば、Ｓ度数が−２．２５、Ｃ度数が−２．００のプラスチックレンズの成型用モールド５は、キャビティ４の容量が約１８．６ｃｃ、端幅８は、最大で７．１ｍｍ、最小で４．０ｍｍ程度になる。従って、多くのケースでは注入パターン２が選択されるが、最大の端幅８が計測されると注入パターン３が選択される。この注入パターン３では、大流量で注入される原液の量は１４．２ｃｃでありキャビティ４の容量より小さく、大流量の注入が終了して１ｃｃ／ｓｅｃの小流量が注入されているときに注入が終了するようになっている。
【００２７】
このように、本例の製造装置においては、端幅（コバ厚み）８を計測して原液の注入パターンを決定し、各成型用モールド５に適した注入パターンで原液を注入できるようにしている。従って、各成型用モールド５に短時間で液漏れが発生しないように原液を自動的に注入することができ、原液を注入する工程を完全に自動化することができる。さらに、本例の製造装置は、端幅８を計測ステーション２０で自動計測するようになっているので、成型用モールド５をテープモールド装置から受け取るだけでその後の処理を自動的に行えるようになっている。このため、成型用モールド５の設計データなどをテープモールド装置から取得しなくても良い。同様に、他の装置との間でも設計データや成型用モールド５を形成したデータの交換は不要である。従って、制御構成などを簡易化することができ、製造装置の製造コストを下げることができる。また、供給された個々の成型用モールド５に対し、端幅８だけでその後の処理を管理することができるので、製造装置の制御系統も簡易化でき、誤動作も防止できる。従って、テープモールド装置などの上流や下流に位置する製造装置のプロダクトタイムを維持し、さらに生産性を高めることが可能である。また、液漏れを防止できるので、長時間、安定した処理を継続して行うことができ、メンテナンスの手間も少なくできる。このように、本発明により高速処理が可能で、信頼性も高い製造装置を提供することができる。
【００２８】
なお、本例ではプラスチックレンズの製造装置に基づき本発明を詳細に説明したが、型枠の壁部と壁部を薄膜状のテープで塞いでモールド用の空間（キャビティ）を形成するテープモールド法においては、プラスチックレンズに限らず、その他の製品においても同様であり、上記にて開示したように注入速度を多段階に設けることにより、高速で液漏れなく原液を注入することができる。さらに、本発明では、成型用モールドが眼鏡レンズ用であることに着目し、端幅を計測することによって上記のように注入パターンをそれぞれの成型用モールド毎に選択して最適化できるようにしている。また、本例で示した注入パターンの注入量や時間、さらに、図８ないし図１０に示したレンズの種類毎に選択される注入パターンは例示に過ぎず、これらの値は、成型用モールドの大きさや、プラスチックレンズの種類などによってそれぞれのケースで決定されることはもちろんである。
【００２９】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の製造方法および製造装置を用いることにより、原液の注入量を注入中に大流量から小流量に切り換えることによって短時間で注入を終了することができる。さらに、終了するときは小流量で注入されているので液漏れの発生も防止することができる。従って、作業員が注入レベルを監視しなくても良く、さらに、液漏れによる作動不良も発生しないので、成型用モールドに原液を注入する工程を完全に自動化することが可能となる。さらに、注入工程のサイクルタイムを所定の時間以内に制御することができるので、上流あるいは下流に設置される装置との整合性もとれ、成型用モールドを形成する工程から、注入、さらには熱重合までの一連の作業を自動化することが可能となる。従って、本発明により、成型用モールドを用いたプラスチック製造作業の生産性を高め、プラスチック製品の製造コストを低減できると共に、製造時間を短縮することができる。さらに、注入工程を完全に自動化することによって、プラスチック原料液の持つ臭気やガス等の作業環境の問題を回避することが可能となり、環境対策の費用を軽減でき、また、作業員の労力も軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】テープモールド法を用いたプラスチックレンズの成型用モールドの外観を示す斜視図である。
【図２】図１に示す成型用モールドの構成を示す断面図である。
【図３】本発明に係るプラスチックレンズの製造装置の概要を示す平面図である。
【図４】図３に示す製造装置の計測ステーションでキャビティの端幅を計測する様子を模式的に示す図である。
【図５】図３に示す製造装置の計測ステーションで注入穴を開ける様子を模式的に示す図である。
【図６】図３に示す製造装置の注入ステーションの概略構成を示す図である。
【図７】図３に示す製造装置において注入パターンを選択する処理を示すフローチャートである。
【図８】マイナスのプラスチックレンズのＳ度数およびＣ度数に対し、注入パターンが選択される例を示す図である。
【図９】プラスのプラスチックレンズのＳ度数およびＣ度数に対し、注入パターンが選択される例を示す図である。
【図１０】ミックスのプラスチックレンズのＳ度数およびＣ度数に対し、注入パターンが選択される例を示す図である。
【符号の説明】
１、２・・ガラス型
１ａ、２ａ・・成型面
１ｂ、２ｂ・・ガラス型の外周面
４・・キャビティ（原液を充填する空間）
５・・成型用モールド
７・・注入穴
８・・端幅（コバ厚）
１０・・製造装置
２０・・計測ステーション
２５・・穴開けユニット
２９・・計測ステーションのチャック
４０・・注入ステーションの制御装置
５０・・注入ステーション
６１・・ロータリーのチャック
７０・・封止ステーション
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003707189.tif 000008
【図８】
0003707189.tif 000009
【図９】
0003707189.tif 000010
【図１０】
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