(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の分割型の間に形成されるキャビティ内に溶融した原料樹脂を射出、充填して所定のレンズ形状のプラスチックレンズを製造するにあたり、
前記一対の分割型のうち少なくとも一方の型において、前記キャビティを形成する成形面を熱伝導率０．４〜１．３Ｗ／ｍ・Ｋの非晶質のガラス素材からなる断熱材によって形成し、
前記キャビティ内に流入してきた原料樹脂が前記キャビティ内を満たして充填が完了するまでの間、前記成形面の表面温度が前記原料樹脂のガラス転移温度を超えないように温調することを特徴とするプラスチックレンズの製造方法。
【請求項２】
前記キャビティを形成するキャビティ形成部材として前記分割型に収納されるインサート金型を、チオウレタン樹脂及びエピチオ系樹脂から選ばれる少なくとも１種の樹脂を用いて前記断熱材をインサート本体に接合することによって形成した請求項１に記載のプラスチックレンズの製造方法。
【請求項３】
前記キャビティ内に流入してきた原料樹脂が前記キャビティ内を満たして充填が完了するまでの間、当該原料樹脂の表層部の温度をガラス転移温度以上に維持する請求項１〜２のいずれか一項に記載のプラスチックレンズの製造方法。
【請求項４】
前記キャビティ内が前記原料樹脂で満たされて充填が完了したタイミングで、前記原料樹脂の表層部の温度がガラス転移温度よりも低くなるようする請求項３に記載のプラスチックレンズの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチックレンズの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、眼鏡用のプラスチックレンズには、ポリカーボネート樹脂やメタクリル樹脂などの熱可塑性樹脂を用いた射出成形法によって製造されているものがあり、累進屈折力レンズのように複雑な光学面形状を有するプラスチックレンズであっても、成形型のキャビティ形状を転写させることで高精度な成形を可能としている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、金型の型締途中の型開き状態で金型内に高周波加熱手段を挿入して加熱することで金型温度を制御して、プラスチックレンズを高精度に成形する方法が開示されている。
また、射出成形法においてキャビティ形状を転写する際の転写性を高める方法としては、特許文献２に、溶融樹脂をキャビティ内に射出、充填するに際し、超音波によって金型を振動させる方法が開示されており、特許文献３には、キャビティ内に充填された樹脂とキャビティ面との間に二酸化炭素を注入する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２−１６２００７号公報
【特許文献２】特開２００１−１３７０号公報
【特許文献３】特開２００２−５２５８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、成形型に使用される鋼材は、その熱拡散率が樹脂に対して非常に大きいため、成形型のキャビティ内に射出、充填された溶融樹脂が型表面に接すると冷却固化が急激に進み、これによって溶融樹脂の表面に固化層が形成されてしまうと、流動性が損なわれ、転写性が低下してしまうことが懸念される。
このため、射出成形法において、その転写性を高めるには、特許文献１に開示された方法のように、溶融樹脂を射出、充填する際の成形型の温度が高くなるように温度制御するのが有効である。
【０００６】
しかしながら、成形型の温度を高くすれば、固化層の形成速度は遅くなり、溶融樹脂の流動性が維持されることから、転写性は向上する傾向にあるが、その一方で、キャビティ内に充填された溶融樹脂が、その取り出しのために十分に固化するまでに冷却するのに必要な時間が長くなり、生産効率が低下してしまうという問題がある
【０００７】
さらに、特許文献１に開示された方式では、型開きしている間しか加熱することができないため、型閉じしてから充填が完了するまでの間の温度変化を考慮した温度制御が必要であり、その温度制御を高精度に行うのは実際には容易ではない。
また、特許文献２，３に開示された方法は、成形型の温度を高くするというものではないが、特許文献２に開示された方法では、金型に振動を与えるための型構造や超音波発生装置が必要であり、特許文献３に開示された方法では、二酸化炭素を注入するため流路を考慮して型構造を変更するなどしなければならない。このため、既存の射出成形装置を流用するだけでは適用が難しく、新たな設備投資が必要になるという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記したような事情に鑑みてなされたものであり、キャビティ内に溶融樹脂を射出、充填する際の成形型の温度を低く設定しても、転写性が低下することなく、冷却に要する時間を短くして生産性を高めることができ、しかも、既存の射出成形装置への適用も容易なプラスチックレンズの製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るプラスチックレンズの製造方法は、一対の分割型の間に形成されるキャビティ内に溶融した原料樹脂を射出、充填して所定のレンズ形状のプラスチックレンズを製造するにあたり、前記一対の分割型のうち少なくとも一方の型において、前記キャビティを形成する成形面をガラス素材からなる断熱材によって形成し、前記キャビティ内に流入してきた原料樹脂が前記キャビティ内を満たして充填が完了するまでの間、前記成形面の表面温度が前記原料樹脂のガラス転移温度を超えないように温調する方法としてある。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、転写性が損なわれないようにしつつ、成形サイクルを短縮して生産性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】射出成形装置の一例を示す説明図である。
【図２】図１に示す射出成形装置が備える成形型の概略を示す断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】図３におけるキャビティの周囲を拡大して示す要部拡大断面図である。
【図６】本発明に係るプラスチックレンズの製造方法の実施形態における各ステップを示すフローチャートである。
【図７】成形面の表面温度を測定する方法の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
［射出成形装置］
図１は、射出成形装置の一例を示す説明図であり、本実施形態に係るプラスチックレンズの製造方法は、このような射出成形装置を好適に利用して実施することができる。
【００１４】
図１に示す射出成形装置は、パーティングラインＰＬで分割される一対の分割型として可動型１と固定型２とを有する成形型５０と、トグルリンク機構６５によって成形型５０の開閉及び型締めをする型締装置６０と、ホッパー８１から投入された原料樹脂を加熱シリンダ８２で溶融、混練、計量してノズル８５から射出する射出装置８０とを備えている。
【００１５】
［射出装置］
図１に示す射出成形装置が備える射出装置８０は、先端部にノズル８５が形成された加熱シリンダ８２を有している。この加熱シリンダ８２の内部には、駆動部８４によって回転及び進退移動が制御されたスクリューが配設されている。
【００１６】
また、加熱シリンダ８２の基端側には、ペレット状の原料樹脂を加熱シリンダ８２内に投入するためのホッパー８１が接続されている。ホッパー８１から加熱シリンダ８２内に投入された原料樹脂は、加熱シリンダ８２内で回転するスクリューによってせん断、粉砕されつつ、せん断熱と加熱シリンダ８２が備えるヒーターからの加熱によって溶融、混練されながら、スクリューの先端とノズル８５との間に形成されるシリンダ前室に送られて計量され、その後、射出成形に適した粘度に調整されて溶融状態にある所定量の原料樹脂がノズル８５から射出される。
【００１７】
［型締装置］
図１に示す射出圧形装置において、型締装置６０は、所定の間隔で架台６６に立設された固定ダイプレート６１とリヤプレート６２との間に複数のタイバー６３を架設し、可動ダイプレート６４が、タイバー６３に案内されて移動可能となるように構成されている。そして、固定ダイプレート６１と可動ダイプレート６４との間には、成形型５０が取り付けられており、リヤプレート６２と可動ダイプレート６４との間には、トグルリンク機構６５が取り付けられている。
これにより、トグルリンク機構６５を駆動させると、可動ダイプレート６４がタイバー６３に案内されて進退し、これに伴って、成形型５０の開閉と型締めとがなされるようになっている。
【００１８】
ここで、トグルリンク機構６５は、図示しないモータに接続されたボールねじ７２の回転に伴って、螺着されたクロスヘッド７３がボールねじ７２に沿って移動するようになっている。そして、クロスヘッド７３が可動ダイプレート６４側に移動すると、連結リンク７４Ａ，７４Ｂによってトグルリンク７１Ａ，７１Ｂが直線状に伸びて、可動ダイプレート６４が固定ダイプレート６１に近づくように移動（前進）する。これとは反対に、クロスヘッド７３がリヤプレート６２側に移動すると、連結リンク７４Ａ，７４Ｂによってトグルリンク７１Ａ，７１Ｂが内方へ屈曲して、可動ダイプレート６４が固定ダイプレート６１から離れるように移動（後退）する。
【００１９】
［成形型］
図２は、図１に示す成形型５０を、その中心軸を通る紙面に垂直な面で切り取った断面を示す断面図であり、型閉じした初期の状態を示している。また、図３は、図２のＡ−Ａ断面図、図４は、図２のＢ−Ｂ断面図であり、図５は、図３におけるキャビティ３の周囲を拡大して示す要部拡大断面図である。
【００２０】
これらの図に示す例では、一対の分割型として成形型５０が有する可動型１と固定型２との間に、所定形状のプラスチックレンズを成形するための二つキャビティ３とともに、ゲートＧを介して各キャビティ３に接続された樹脂流路としてのランナ４９が形成されるようになっている。そして、固定型２の型板１０には、ランナ４９に直角に接続されるスプルー４８を形成するスプルーブッシュ４７が取り付けられている。
【００２１】
可動型１の型本体４は、二つのインサートガイド部材５と、これらを保持する型板６，７とを有している。インサートガイド部材５の内部には、キャビティ形成部材としてのインサート金型１１が、パーティングラインＰＬに対して直角方向へ摺動可能となるように収納されている。
また、固定型２の型本体８は、二つのインサートガイド部材９と、型板１０とを有しており、インサートガイド部材９は、型板１０と型取付部材１５とによって保持されている。インサートガイド部材９の内部には、キャビティ形成部材としてのインサート金型１２が、パーティングラインＰＬに対して直角方向へ摺動可能となるように収納されている。
インサートガイド部材５，９、インサート金型１１，１２及び型板６，１０には、図示しない金型温度調節装置から供給される温調流体が循環する循環機構が配設されている。
【００２２】
このような可動型１と固定型２とを有する成形型５０は、可動型１と固定型２との間に、可動型１側のインサート金型１１と固定型２側のインサート金型１２のそれぞれに形成された成形面を含むキャビティ３が形成されている。キャビティ３は、成形しようとするプラスチックレンズの形状に対応して形成され、キャビティ３を形成するインサート金型１１，１２のそれぞれの成形面は、ガラス素材からなる断熱材１１ａ，１２ａによって形成されている。
【００２３】
より具体的には、可動型１側のインサート金型１１は、成形しようとするプラスチックレンズの一方の光学面（図示する例では、凹面側の面）に対応する成形面が、ガラス素材からなる断熱材１１ａによって形成されており、当該断熱材１１ａをインサート本体１１ｂに接合することによってインサート金型１１が形成されている。固定型２側のインサート金型１２も同様に、成形しようとするプラスチックレンズの他方の光学面（図示する例では、凸面側の面）に対応する成形面が、ガラス素材からなる断熱材１２ａによって形成され、当該断熱材１２ａをインサート本体１２ｂに接合することによってインサート金型１２が形成されている(図５参照)。
【００２４】
インサート金型１１，１２のそれぞれの成形面を形成する断熱材１１ａ，１２ａとしては、例えば、クラウン系、フリント系、バリウム系、リン酸塩系、フッ素含有系、フツリン酸系などの非晶質のガラス素材を用いることができる。これらのなかでも、熱伝導率が０．４〜１．３Ｗ／ｍ・Ｋの非晶質のガラス素材を適宜選択して用いるのが好ましい。このような非晶質のガラス素材は、切削や研磨などにより表面の鏡面性が容易に得られ、高い精度が要求される成形面を形成するのに適しており、成形性に優れた断熱材として本発明に好適に用いられる。
【００２５】
すなわち、研磨工程を経て鋼材からなるインサート金型に直接成形面を形成するには、高度の技術と、手間のかかる工程を必要とするが、レンズの光学面を成形する成形面が形成された断熱材１１ａ，１２ａをインサート本体１１ｂ，１２ｂに接合してインサート金型１１，１２を形成することにより、成形面の形成が容易になり、製作工数も短縮することができる。これにより、インサート金型１１，１２を低コストで製造することが可能になる。
【００２６】
なお、窒化ケイ素、チタン酸アルミニウム等のセラミックに断熱材としての用途があることが知られているが、セラミックは脆く、熱衝撃破壊を起こしやすいという欠点があるだけでなく、鏡面を得るには高度な技術とコストを要することから、生産性を考慮すると本発明には不適である。
【００２７】
このような非晶質のガラス素材からなる断熱材１１ａ，１２ａは、成形条件を考慮して、射出成形時の射出圧力や保持圧力に十分に耐えることができるように、３〜４ｍｍの厚みで形成するのが好ましく、射出成形時はもとより、取扱い時の破損を防ぐなどの目的で、強化ガラス又はＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）などにより表面処理を施すこともできる。
【００２８】
また、このような断熱材１１ａ，１２ａをインサート本体１１ｂ，１２ｂに接合するには、線膨張係数が低く、高温環境における安定性に優れた熱硬化性樹脂を接着剤として用いることができる。そして、インサート本体１１ｂ，１２ｂの接合面にハケで塗布するなどして、両者を接合すればよい。このような熱硬化性樹脂としては、硫黄を含有する熱硬化性モノマーを反応して得られる硫黄含有熱硬化性樹脂が好ましい。硫黄含有熱硬化性樹脂は、線膨張係数が低く、高温環境下にあっても安定性に優れるとともに、ガラス基材との接着性（密着性）にも優れている。さらに、硬化前のモノマーの状態において、表面張力が低く接着対象面に液膜状に付着させることが可能であるため、断熱材１１ａ，１２ａとインサート本体１１ｂ，１２ｂとの間に形成される接着層を極めて薄い層とすることができる。
【００２９】
硫黄含有熱硬化性樹脂としては、チオウレタン樹脂及びエピチオ系樹脂から選ばれる少なくとも１種の樹脂であることが好ましい。ここで、チオウレタン樹脂とは、ポリイソシアネート化合物とポリチオール化合物とを反応して得られる樹脂をいい、エピチオ系樹脂とは、エピチオ基を有する化合物を必須成分とするレンズ原料モノマーを反応して得られる樹脂をいう。ガラス基材との接着に極めて優れ、かつ、経済性に優れる点から、硫黄含有熱硬化性樹脂としては、チオウレタン樹脂を用いるのが特に好ましい。市販のチオウレタン樹脂としては、例えば、三井化学株式会社製のＭＲシリーズ、商品名「ＭＲ−６」、「ＭＲ−７」、「ＭＲ−８」、「ＭＲ−１０」、「ＭＲ−２０」、「ＭＲ−１７４６」などが好適に用いられる。
【００３０】
また、インサート本体１１ｂ，１２ｂは、マルエージング鋼、ベリリウム銅合金などの鋼材を用いて形成することができるが、断熱材１１ａ，１２ａに用いたガラス素材よりも熱拡散率の高い鋼材を用いるのが好ましい。
【００３１】
以上のような構成とされた成形型５０は、可動型１の型本体４が、型取付部材１６を介して可動ダイプレート６４に固定されており、固定型２の型本体８が、型取付部材１５を介して固定ダイプレート６１に固定されている。これによって、型締装置６０の固定ダイプレート６１と可動ダイプレート６４との間に、成形型５０が取り付けられるようになっている。
【００３２】
また、可動型１側の型取付部材１６には、インサート金型１１のそれぞれに対応させて油圧シリンダ１９が設けられており、ピストン２０に連結されたピストンロッド２１が、油圧シリンダ１９の一端側に固定されたバックインサート２２内を貫通している。そして、それぞれのピストンロッド２１の先端に設けられたＴ字クランプ部材２３が、インサート金型１１の背面（成形面が形成された面とは反対側の面）に形成されたＴ字溝２４に係脱自在に係合されている。
【００３３】
これによって、成形型５０を型開きした状態で、各油圧シリンダ１９のピストンロッド２１を前進させて、それぞれのピストンロッド２１の先端に設けられたＴ字クランプ部材２３をインサートガイド部材５から突出させることで、成形しようとするプラスチックレンズに応じてインサート金型１１を交換できるようになっている。各油圧シリンダ１９のピストンロッド２１が後退すると、Ｔ字クランプ部材２３に取り付けられたインサート金型１１は、インサートガイド部材５の内部に収納される。
【００３４】
同様に、固定型２側の型取付部材１５にも、インサート金型１２のそれぞれに対応させて油圧シリンダ２６が設けられており、ピストン２７に連結されたピストンロッド２８が、型取付部材１５内を貫通している。そして、それぞれのピストンロッド２８の先端に設けられたＴ字クランプ部材２９が、インサート金型１２の背面（成形面が形成された面とは反対側の面）に形成されたＴ字溝３０に係脱自在に係合されている。
【００３５】
これによって、成形型５０を型開きした状態で、各油圧シリンダ２６のピストンロッド２８を前進させて、それぞれのピストンロッド２８の先端に設けられたＴ字クランプ部材２９をインサートガイド部材９から突出させることで、成形しようとするプラスチックレンズに応じてインサート金型１２を交換することができるようになっている。各油圧シリンダ２６のピストンロッド２８が後退すると、Ｔ字クランプ部材２９に取り付けられたインサート金型１２は、インサートガイド部材９の内部に収納される。
【００３６】
また、可動型１の型本体４を可動ダイプレート６４に固定するに際して、型本体４は、図３に示すように、第一部材１６Ａと、第二部材１６Ｂとからなる型取付部材１６にボルト１７で取り付けられている。このとき、可動型１の型本体４と型取付部材１６との間には、ボルト１７の外周に挿入された複数の皿ばね１７Ａが介装されており、可動型１の型本体４と型取付部材１６との間に隙間Ｓが形成されるようになっている。
【００３７】
この隙間Ｓは、成形型５０が閉じられた後に可動ダイプレート６４がさらに前進し、ガイドピン１８でガイドされた型取付部材１６が、皿ばね１７Ａの弾性力に抗して押圧されることにより閉じられるようになっている。これに伴って、図示する例では、型取付部材１６に設けられた各油圧シリンダ１９が、バックインサート２２を介してインサート金型１１を押圧するようになっている。これにより、型締めがなされる際のキャビティ３の容積を可変とし、キャビティ３内に射出充填された溶融樹脂をインサート金型１１によって加圧圧縮できるようにしてある。
なお、ガイドピン１８は、成形型５０の開閉動作もガイドするように、固定型２側に突出して、固定型２に穿設された挿通孔に挿通されるようになっている。
【００３８】
また、可動型１側の型取付部材１６に設けられた油圧シリンダ１９の他端側には、受圧部材３２が取り付けられている。そして、型取付部材１６に形成された孔３３から挿入されたエジェクトロッド３４が受圧部材３２を押圧すると、油圧シリンダ１９、バックインサート２２及びインサート金型１１も押圧され、キャビティ３内で成形されたレンズが押し出されるようになっている。
これとともに、型取付部材１６の中央には、成形型５０の開閉方向と平行に進退可能にエジェクトピン３５が配置されている。型取付部材１６に形成された孔３７から挿入されたエジェクトロッド３８によって、エジェクトピン３５に取り付けられた受圧部材３６が押圧されると、エジェクトピン３５が押し出される。
したがって、型開きに際しては、エジェクトロッド３４，３８を前進させることによって、成形品の取り出しがなされるようになっている。
【００３９】
なお、図４に示すように、受圧部材３６には、エジェクトリターンピン４１の外周に巻回されたばね４２のばね力が図中左向きに作用している。また、特に図示しないが、受圧部材３２にも、図中左向きのばね力が作用するように、同様の構造とされている。これにより、エジェクトロッド３４，３８が後退すると、受圧部材３２，３６も後退して待機位置に戻るようになっている。
【００４０】
また、成形型５０は、図４に示すように、射出装置８０のノズル８５を閉塞するノズルシャット機構９０を有している。ノズルシャット機構９０は、スプルーブッシュ４７によって形成されるスプルー４８内に突出する遮断部材としてのノズルシャットピン９１を有している。このノズルシャットピン９１は、接続片９２を介して油圧シリンダ９３のピストンロッド９４に接続されており、油圧シリンダ９３は、シリンダ取付板９５によって型取付部材１５に固定されている。これにより、スプルーブッシュ４７にノズル８５が圧接した状態において、油圧シリンダ９３を駆動させると、ノズルシャットピン９１がスプルー４８内に突出してノズル８５を閉塞し、樹脂の逆流を阻止するようになっている。
【００４１】
［プラスチックレンズの製造方法］
以上のような射出成形装置を用いてプラスチックレンズを製造するには、例えば、図６のフローチャートに示す各ステップ（ＳＴ１〜ＳＴ１０）を順に行うことができる。
【００４２】
ＳＴ１において、樹脂加圧条件の設定を行う。これは、予め、適正な圧力をキャビティ３内の樹脂に付加するために、成形しようとするプラスチックレンズの特性（レンズ形状及びレンズ度数など）に応じて、型締め力を調整するためのものである。
【００４３】
ＳＴ２において、計量を行う。射出装置８０において、ホッパー８１から投入されたペレット状の原料樹脂は、加熱シリンダ８２内で回転するスクリューによって、せん断、粉砕されつつ、せん断熱と加熱シリンダ８２が備えるヒーターからの加熱によって溶融、混練されながら、スクリューの先端とノズル８５との間に形成されるシリンダ前室に送られて計量される。ここでは、キャビティ３、ランナ４９及びスプルー４８に充填されるのに必要な量の溶融樹脂を計量する。
なお、原料樹脂としては、この種のプラスチックレンズの成形に一般に使用されるポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂などの熱可塑性樹脂を用いることができる。
【００４４】
ＳＴ３において、パーティングラインＰＬで型閉じする。具体的には、トグルリンク機構６５を駆動して、クロスヘッド７３を前進させると、トグルリンク７１Ａ，７１Ｂが伸びて、可動ダイプレート６４が固定ダイプレート６１に向かって前進することによって、成形型５０の型閉じを行う。このとき、可動型１の型本体４と型取付部材１６との間に介装された皿ばね１７Ａが圧縮されない状態で隙間Ｓを保って、固定型２及び可動型１をパーティングラインＰＬで型閉じする。この状態では、隙間Ｓは最大開き量に設定されている。
【００４５】
ＳＴ４において、キャビティ容積の設定を行う。ＳＴ３で可動型１と固定型２とをパーティングラインＰＬで密着させた状態から、さらにクロスヘッド７３を予め設定した位置（キャビティ容積設定位置）まで前進させる。これにより、トグルリンク７１Ａ，７１Ｂが伸びて、可動ダイプレート６４が固定ダイプレート６１に向かって移動され、キャビティ拡大位置まで移動される。キャビティ拡大量は、クロスヘッド位置の設定により決定される。これにより、成形型５０の隙間Ｓはキャビティ拡大分を残して縮小される。このとき、キャビティ３の容積（肉厚）は、成形されるレンズ容積（肉厚）、つまり、取出し成形品の肉厚より大きく拡大された状態にある。また、皿ばね１７Ａは圧縮されるため、その反力として、幾分かの型締め力が発生している。
【００４６】
ＳＴ５において、射出を行う。ＳＴ２で計量された溶融樹脂を射出ノズル８５の通路を通じて成形型５０に射出する。つまり、射出装置８０の加熱シリンダ８２内に導入して計量した溶融樹脂を射出する。すると、溶融樹脂が加熱シリンダ８２の先端に形成されたノズル８５から射出され、スプルー４８、ランナ４９、ゲートＧを通じてキャビティ３内に充填されていく。溶融樹脂がキャビティ３に充填されるとき、射出速度は一定制御されている。
【００４７】
ＳＴ６において、樹脂を型内に封じ込める。Ｔ５で所定量の樹脂を射出した後、溶融樹脂の射出充填が完了する直前に、クロスヘッド７３をさらに前進させる。そして、射出充填が完了した後には、直ちにノズルシャット機構９０によってスプルー４８内にノズルシャットピン９１を突出させてノズル８５を閉塞する。これにより、充填された溶融樹脂は、圧縮加圧された状態で成形型５０内に封じ込められる。
【００４８】
ＳＴ７において、樹脂加圧を行う。ＳＴ６でクロスヘッド７３の前進を開始し、クロスヘッド７３が原点（ゼロ位置）まで前進して停止すると、トグルリンク７１Ａ，７１Ｂは伸びきるため、成形型５０内に封じ込められた溶融樹脂は圧縮加圧される。
【００４９】
ＳＴ８において、冷却を行う。これには、成形型５０の各部（インサート金型、インサートガイド部材など）の温度が、成形するレンズ特性に応じて原料樹脂のガラス転移温度以下の設定された温度になるように、金型温度調節装置によって温調流体の温度制御を行う。圧縮加圧された状態のまま成形型５０内に封じ込められた溶融樹脂を冷却すると、キャビティ３に射出充填された原料樹脂は、加圧圧縮された状態で冷却が進行していくにつれ、固化、収縮していき、所定の容積のプラスチックレンズが成形される。
【００５０】
ＳＴ９において、離型動作を行う。離型動作では、トグルリンク機構６５のクロスヘッド７３をリヤプレート６２に向かって後退させて成形型５０の型開きを行う。
【００５１】
ＳＴ１０において、成形品エジェクト動作を行う。クロスヘッド７３を最後まで後退させると、可動ダイプレート６４と固定ダイプレート６１との間隔は最大となり、成形型５０はパーティングラインＰＬより分割されて開かる。この型開きに際して、エジェクトロッド３４，３８を前進させて、成形されたプラスチックレンズの取り出しを行う。
【００５２】
以上のような手順でプラスチックレンズを製造するにあたり、ＳＴ５で、キャビティ３内に溶融樹脂を射出、充填するに際し、成形サイクルの短縮を図るべく成形型の温度を低く設定すると、転写性が低下してしまうことが懸念される。
【００５３】
本実施形態にあっては、キャビティ３内に溶融樹脂を射出、充填する際の成形型の温度を低く設定しても、キャビティ３の表面を流動する樹脂の粘度低下を抑止して転写性が低下しないように、キャビティ３を形成する可動型１側のインサート金型１１の成形面と、固定型２側のインサート金型１２の成形面のそれぞれをガラス素材からなる断熱材１１ａ，１２ａによって形成している。そして、金型温度調節装置によって温調流体の温度制御を行い、インサート金型１１，１２の成形面の表面温度が原料樹脂のガラス転移温度を超えないように温調することとで、冷却工程に要する時間を短くして生産性を高めることができるようにしている。
【００５４】
キャビティ３内に射出、充填される溶融樹脂が金型の成形面に接すると、金型の熱拡散の影響を受け、その表層部の温度は低下し、反対に成形面の表面温度は上昇する。ガラス素材の熱拡散率は、一般に用いられている金属製の金型に比較して非常に小さいため、溶融樹脂がキャビティ３内を満たして充填が完了するまでの間、溶融樹脂の表層部の温度をガラス転移温度以上に維持し、固化層の生成を遅らせることが可能となる。
【００５５】
良好な転写性を得るためには、溶融樹脂の表層部の温度をガラス転移温度以上とした状態で加圧することが望まれるが、このときの温度が高すぎると冷却工程に要する時間が長くなり、生産性を低下させてしまう。特に、肉厚のレンズでは、冷却時間が成形サイクルのほとんどを占めており、金型の温度をより低くすることで冷却工程に要する時間を短縮することができる。
【００５６】
しかしながら、金型の温度を低くすると転写性が低下してしまい、金型の温度を低くするにも限界があった。そこで、本実施形態では、ガラス素材の断熱効果を利用して、充填時の溶融樹脂の表層部の温度をガラス転移点以上の温度に維持できる範囲内で、ガラス素材からなる断熱材１１ａ，１２ａによって形成されたインサート金型１１，１２の成形面の温度を金属製の金型を用いる従来技術よりも低く設定できるようにした。
【００５７】
転写性を維持したまま冷却時間を短縮するにあたり、インサート金型１１,１２のそれぞれの成形面を形成する断熱材１１ａ，１２ａは、前述したように、熱伝導率が０．４〜１．３Ｗ／ｍ・Ｋのガラス素材を用いるのが好ましい。上記範囲を超えてしまうと、十分な断熱効果が得られにくくなってしまう傾向がある。一方、上記範囲に満たない場合には、断熱効果が必要以上に高くなり、冷却に要する時間が長くなってしまうため好ましくない。
【００５８】
なお、成形面の表面温度は、例えば、図７に示すように、インサート金型１１，１２の成形面（断熱材１１ａ，１２ａ）に開口する孔内に熱電対Ｔを配設し、当該孔の開口部を金属パテＰで埋めるとともに、熱電対Ｔの測温部分が成形面近傍に位置するように固定しておくことによって、測定することができる。
【００５９】
また、本実施形態にあっては、インサート金型１１,１２の成形面を断熱材１１ａ，１２ａで形成し、これによってキャビティ３内に流入してきた溶融樹脂の温度低下を抑制する一方で、当該断熱材１１ａ，１２ａが接合されるインサート本体１１ｂ，１２ｂからの放熱を促して成形後の冷却時間を短縮するためには、断熱材１１ａ，１２ａに用いたガラス素材よりも熱拡散率の高い鋼材を用いてインサート本体を形成するのが好ましい。
さらに、キャビティ３内への原料樹脂の充填が完了してからもなお、原料樹脂の表層部の温度がガラス転移温度以上のままであると、成形サイクルの短縮化を図る上での妨げとなってしまう。このため、キャビティ３内が原料樹脂で満たされて充填が完了したタイミングで、原料樹脂の表層部の温度が、そのガラス転移温度よりも低くなるように種々の成形条件を適宜調整して射出成形するのがより好ましい。
【実施例】
【００６０】
以下、具体的な実施例を挙げて、本発明をより詳細に説明する。
【００６１】
[実施例１]
図１に示す射出成形装置において、可動型１側のインサート金型１１の成形面と、固定型２側のインサート金型１２の成形面のそれぞれを、クラウン系のガラス素材からなる熱伝導率が１．１Ｗ／ｍ・Ｋの断熱材１１ａ，１２ａにより形成した。
このような射出成形装置により、原料樹脂にポリカーボネートを用いて、樹脂温度を２９０℃に設定するとともに、インサート金型１１，１２の成形面の設定温度を５５℃として、原料樹脂に用いたポリカーボネートのガラス転移温度（Ｔｇ：１４５℃）を超えないように温調して、冷却時間（前述したＳＴ８にかけた時間）を基準値とした場合と、基準値から３０Ｓずつ早くしていったそれぞれの場合とで、レンズ中心部の肉厚が１０ｍｍ、レンズ周縁部の肉厚が１２ｍｍ、直径７７ｍｍのプラスチックレンズを成形した。
成形されたプラスチックレンズの中心部の度数を測定し、目標度数（Ｄ：−３．３）の公差内であるか否かで転写性を評価した。公差内にあるものを「○」、公差内にないものを「×」で示して、その結果を表１に示す。
【００６２】
[実施例２]
インサート金型１１，１２の成形面の設定温度を８５℃とした以外は、実施例１と同じ成形条件で、同様のプラスチックレンズを成形した。
実施例１と同様に、成形されたプラスチックレンズの中心部の度数を測定して転写性を評価した結果を表１に併せて示す。
【００６３】
［比較例］
可動型１側のインサート金型１１と、固定型２側のインサート金型１２の両方を、マルエージング鋼を用いて形成し、その成形面の設定温度を１３０℃として、成形面の温度が原料樹脂に用いたポリカーボネートのガラス転移温度を超えるのを許容した以外は、実施例１と同じ成形条件で、同様のプラスチックレンズを成形した。
実施例１と同様に、成形されたプラスチックレンズの中心部の度数を測定して転写性を評価した結果を表１に併せて示す。
【００６４】
【表１】
0005917232.tif 000002
【００６５】
これらの結果から、成形面の温度を１３０℃に設定した比較例に対して、成形面の設定温度を８５℃（実施例２）、５５℃（実施例１）というように低くしていっても、転写性を損なうことなく、冷却時間をより短くできることが確認できた。
【００６６】
以上、本発明について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明は、前述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることはいうまでもない。
【００６７】
例えば、眼鏡用のプラスチックレンズを製造する方法としては、仕上げ寸法よりも厚肉の半完成品の状態でレンズを成形しておき、このセミフィニッシュレンズと称される半完成品を後加工で最終形状に仕上げる方法、例えば、凸面側が異なる光学面形状として成形され、凹面側が共通の凹面によって成形された複数の種類のセミフィニッシュレンズを用意しておき、これらの中から使用者の処方に応じて適当なレンズを選択し、その処方を満たすように凹面側を切削、研磨して最終形状に仕上げることによって製造する方法が知られている。
【００６８】
このようなセミフィニッシュレンズを射出成形法によって製造するに際しては、後加工が施される面の転写性の良否は問題にならない。このため、セミフィニッシュレンズを製造する場合には、キャビティを形成する一対の分割型のうち少なくとも一方の型（後加工によって切削、研磨が施されない面を成形する型）において、その成形面をガラス素材からなる断熱材によって形成するようにすればよい。
【００６９】
また、本発明は、成形しようとするプラスチックレンズの厚みに関係なく適用することができ、特に、製品肉厚が非常に薄いプラスチックレンズは、射出中に樹脂が固化してしまい易いため、通常は、超高速射出成形、又は高温成形にて対応しているが、本発明を適用すれば、射出中の樹脂の固化を遅らせることができるため、容易に成形可能となることが見込まれる。
さらに、光学面に非常に微細な模様などが有る場合には、射出中の固化によって十分に転写できず、通常は、高温成形にて対応しているが、本発明を適用すれば、射出中の固化を遅らせることができるため、容易に成形可能となることが見込まれる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、プラスチックレンズを射出成形法により製造するにあたり、転写性を低下させることなく、冷却に要する時間を短くして生産性を高めることができる技術として利用できる。
【符号の説明】
【００７１】
１      可動型（分割型）
２      固定型（分割型）
３      キャビティ
１１，１２      インサート金型
１１ａ，１２ａ      断熱材
１１ｂ，１２ｂ      インサート本体
５０      成形型
【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】
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