(57)【要約】【課題】    投入されたモールドの外周面にシーリングテープを巻き、その間に形成されたキャビティにモノマー溶液を注入するが、ビジョン認識システムを用いてモノマー溶液の注入量を精密制御できる光学材料用モノマーのモールド自動注入方法を提供する。【解決手段】好ましい実施例では、モノマー溶液タンク（１０）のモノマー溶液Ｓを、モールドＭのキャビティに合わせて容量調節が可能なシリンジ（２０）内にまず吸引した後、前記シリンジ（２０）内に注入されたモノマー溶液ＳをモールドＭ内に一次に大部分の量を高い注入流量又は注入速度で注入し、その後、二次に注入流量又は注入速度を下げて残量を注入しながら最終的にビジョン認識システムを用いてモノマー溶液ＳがモールドＭ内に充満されたか確認した後、注入を終了する。【選択図】  図２
2021527579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周がシーリングされた一対のモールドの間に形成されたキャビティの内部にモノマー溶液を注入する方法であって、
モノマー溶液の大部分をモールド内に注入する第１段階と、
前記第１段階後に、モノマー溶液をモールド内に注入しながらビジョン認識システムを用いて流面を感知し、設定された最終注入地点に流面が感知されるとモノマー溶液の注入を終了する第２段階と、
を含むことを特徴とする、光学材料用モノマーのモールド自動注入方法。
【請求項２】
前記ビジョン認識システムは、モールドの輪郭と前記モールドに注入されるモノマー溶液の流面を撮影するものであり、モールドが注入位置にセッティングされた状態を感知するために、前記モールド輪郭の一部に位置する第１領域と、前記モールドの外側に位置した第２領域を設定し、コントローラは、前記第１領域でモールドの輪郭が感知されると、設定された第１注入流量又は注入速度でモノマー溶液の大部分をモールド内に注入した後、前記第１注入流量又は注入速度よりも低い注入流量又は注入速度で残量のモノマー溶液を注入しながら第２領域で流面が感知されるとモノマー溶液の注入を終了することを特徴とする、請求項１に記載の光学材料用モノマーのモールド自動注入方法。
【請求項３】
前記第１及び第２領域ではモールドの輪郭及びモノマー溶液の流面を陰影の変化によって感知することを特徴とする、請求項２に記載の光学材料用モノマーのモールド自動注入方法。
【請求項４】
前記陰影の変化は画素数の変化で感知することを特徴とする、請求項３に記載の光学材料用モノマーのモールド自動注入方法。
【請求項５】
前記第１領域には円弧状に仮想輪郭が表示され、前記第１領域でモールド輪郭の感知時に、撮影されたモールドの輪郭が前記仮想輪郭に一致するように撮影位置調整がなされ、前記第１領域の位置変化にしたがって第２領域の位置が共に調整されて流面変化を感知することを特徴とする、請求項２に記載の光学材料用モノマーのモールド自動注入方法。
【請求項６】
前記第１領域は、モールドの外周においてモールドのＸ方向情報及びＹ方向情報の両方を有する位置に設定されることを特徴とする、請求項２に記載の光学材料用モノマーのモールド自動注入方法。
【請求項７】
前記モノマー溶液をモールド内に第１注入流量又は注入速度で注入する段階ではモールド内キャビティ容積の９０％〜９８％を注入することを特徴とする、請求項２に記載の光学材料用モノマーのモールド自動注入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外周がシーリングされた一対のモールドの間に形成されたキャビティの内部にモノマー溶液を注入して光学材料を製造する方法に関し、より詳細には、原料タンクのモノマーをモールドのキャビティに注入しながらビジョン認識システムを用いてモノマー溶液の流面を感知し、最終注入地点に流面が感知されると注入を中止することによって短時間で定量注入可能にした光学材料用モノマーのモールド自動注入方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学材料において、プラスチックレンズはラスレンズに比べて軽く、破れ難く、加工性が良いという長所から多く使用されている。かかるプラスチックレンズは、モノマー（ｍｏｎｏｍｅｒ）という高分子化合物をモールドに注入して固めた後、適当な後加工を経て製造される。すなわち、レンズ形状の空いた注入空間（キャビティ）を持つモールドにモノマー溶液を注入する方式で製造される。
【０００３】
これに関する従来技術として特許文献１では‘メガネレンズ製造用モールドの移動距離セッティング装置’を開示している。この文献では、メガネレンズ製造用ガラスモールドの隔離距離を正確に決定するためにモールドチャックを用いてガラスモールドを互いに離隔して配置させた状態で、ガラスモールドの外周面にテープを接着するテーピング作業をした後、形成されたキャビティにモノマー溶液を手作業で注入する。
【０００４】
ところが、特許文献１に開示のような、ガラスモールド内にモノマーを手作業で注入する技術は、完全に注入者の熟練度に依存するため、熟練度によって不良が発生することがあり、作業効率が低下する問題があった。特に、モノマーを毎度一定量で精密注入することには高度の熟練が必要であり、未熟練者による場合にはモールドの内部に気泡ができる問題がある。その上、液状のモノマーは人体に有害な揮発性気体を生成するため、長時間作業する場合、作業者の健康に悪い影響を及ぼすことがある。
【０００５】
特許文献２には‘メガネレンズ用モノマー自動注入装備及びこれを用いたメガネレンズ生産方法’が開示されている。特許文献２では、モールドに原料を注入する工程を自動化することによって、製造現場で製品の生産性を増加させ、不良率を減少させ、エコな製造環境を追求するためのものであり、特許文献２の装置は、モールド着座部、テープ着脱部、モノマー注入部を含み、レンズモールド供給段階、モールド着座段階、テープ離脱段階、モノマー注入段階、テープ付着段階、レンズモールド排出段階によってレンズ用モノマーを自動で注入できるようにしている。
【０００６】
一方、特許文献２では、一対のモールドが形成するキャビティの内部にモノマー溶液を注入する段階でレンズモールドの位置を感知する変位センサー（レーザーセンサー）を使用することによってレンズモールドの位置を把握し、第２移動部によってレンズモールドに満たされる原料のレベルを感知しており、注入ノズルのモノマー注入量は注入量調節部によって調節するが、モノマーが一定レベルに到達すると、モノマーが注入される量を１段階であるレベル５ｍｍと２段階であるレベル１０ｍｍに調節するようになっている。
【０００７】
しかし、特許文献２のように変位センサーを用いて原料（モノマー溶液）のレベルを感知する場合、モノマー溶液は水に比べて粘性が高いため、レベルの変化が水平的な変化ではなく２次元的な左右対称形のほう物線状をなすことになり、実時間でレベルを正確に感知することが困難であった。このため、注入量の段階的調節にもかかわらず正確な量で注入することが難しくなって注入量が不足又は過剰になり、製品不良、及び溢れ出たモノマー溶液による注入装備の汚染が発生し、装備の安定した動作を妨げる恐れがあった。
【０００８】
また、特許文献３の‘プラスチック製品の製造方法及び製造装置’では、プラスチックレンズ製造過程で成型用モールドにプラスチック原液を注入する工程を自動化するための方法であって、キャビティ内側の第１及び第２壁部間の幅を計測して第１流量及び第１時間を設定し、キャビティに第１流量で第１時間、プラスチック原液を注入する第１工程と、第１工程に続いてキャビティに第１流量よりも少ない第２流量でプラスチック原液を注入する第２工程を有することを特徴とし、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。
【０００９】
特許文献３ではキャビティ内の空間的な特性を勘案してプラスチック原料の注入量及び注入時間を段階的に減少させることによって注入時間の短縮及び漏れ量の低減を図っているが、レンズ製造のためのプラスチック原料をレンズモールドに注入するとき、粘性の高いプラスチック原料の流面変化特性を勘案していないため、依然として、プラスチック原料の漏れが効果的に防止されないか、プラスチック原料の注入量が最適に制御されないという短所があった。
【００１０】
特許文献４（日本公開特許第２００８−８０７６６号）の‘プラスチックレンズの成型方法’では、あたかも酒杯を傾けて酒を注ぐような方式で液状成型材料をモールド内に注入するとき、内部に極力泡を残さずに充填させることができるように、初期には注入口が上方正中から一側にややずれた状態にして注入を開始し、ある程度注入が進んだところでモールドを回転させて（傾けて）注入口を上方正中に位置させて原料モノマーを充填するようにしたプラスチックレンズの成型方法が開示されている。
【００１１】
特許文献４は、バブルを残留させずに原料を注入するには適切であるが、原料を正確な量で注入するには足りない方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】韓国登録実用新案第２０−０２３６７０４号（２００１．０６．２１．登録）
【特許文献２】韓国登録特許第１０−１３８３１３２号（２０１４．０４．０２．登録）
【特許文献３】日本登録特許第３７０７１８９号（２００５．０８．１２．登録）
【特許文献４】日本特開２００８−８０７６６号（２００８．０４．１０．公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は上記の問題点を解決するために案出されたものであり、本発明の目的は、光学材料を製造するためにモールド内にモノマー溶液を注入する時間を短縮できながらも、ビジョン認識システムを用いてモノマー溶液があふれないように定量注入できる光学材料用モノマーのモールド自動注入方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記の目的を達成するために、本発明は、外周がシーリングされた一対のモールドの間に形成されたキャビティの内部にモノマー注入器でモノマー溶液を注入する方法であって、モノマー溶液の大部分をモールド内に注入する段階と、ビジョン認識システムを用いて最終注入地点に流面が感知されるまで残量を注入した後、注入を終了する段階を含んでなる光学材料用モノマーのモールド自動注入方法を提供する。
【００１５】
本発明において、前記自動注入方法は、モノマー溶液をモールド内に高い注入流量又は注入速度で大部分注入する第１段階と；モノマー溶液の注入流量又は注入速度を前記第１段階よりも下げ、ビジョン認識システムを用いて最終注入地点に流面が感知されるまで徐々に残量を注入した後、注入を終了する第２段階；を含んでなり得る。
【００１６】
好ましくは、前記ビジョン認識システムは、モールドの輪郭と前記モールドに注入されるモノマー溶液の流面が形成する２次元形状の陰影を撮影するものであり、モールドが注入位置にセッティングされた状態を感知するための前記モールド輪郭の一部の第１領域と、前記モールドの外側に位置した第２領域を設定し、コントローラは、前記第１領域でモールドの輪郭が感知されるとシリンジ内のモノマー溶液をモールド内に注入させ、前記第２領域で流面が感知されるとモノマー溶液の注入を終了させる。
【００１７】
前記第１及び第２領域ではモールドの輪郭及びモノマー溶液の流面を好ましくは陰影の変化によって感知する。前記陰影の変化は好ましくは画素数の変化で感知できる。
【００１８】
本発明の実施例において、前記第１領域には円弧状に仮想輪郭が表示され、前記第１領域でモールド輪郭の感知時に、撮影されたモールドの輪郭が前記仮想輪郭に一致するように撮影位置調整がなされ、前記第１領域の位置変化にしたがって第２領域の位置が共に調整され、流面変化を感知する。
【００１９】
本発明の実施例において、前記第１領域は、モールドの外周において対角線方向、すなわち、モールドのＸ方向情報及びＹ方向情報の両方を有する位置を意味し、モールドを注入位置に安置時にモールドの位置変化を把握するための部分であり、前記第１領域は第２領域の位置移動の基準となり、第１領域ではモールドが注入位置に着座するとモールドの輪郭を直ちに感知する。
【００２０】
本発明の実施例において、前記第２領域は、モールド内のキャビティに気泡無しにモノマー溶液を完全に満たすために、モールドのモノマー注入口から近い位置の外部に設定されており、概してモールド輪郭から１〜２ｍｍ以内の位置に設置される。
【００２１】
好ましい実施例において、前記コントローラは、シリンジに一次注入されたモノマー溶液をモールド内に注入する時、モノマー溶液の９０〜９８％を高い注入流量又は注入速度で注入し、これよりも低い注入流量又は注入速度で徐々にその残量を注入するようにシリンジ駆動部を制御する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、モノマー溶液のモールド内への注入時に、ビジョン認識システムを用いて流面を確認しながら流面が最終注入地点に到達するところで自動で注入を中止するので、モノマー溶液が不足することもあふれることもなく定量注入できる利点がある。
【００２３】
本発明の具体的な実施例によれば、粘性を有するモノマー溶液をモールド内のキャビティに注入時に、あらかじめ前記モールドのキャビティ容量に一致するようにセッティングされたシリンジの内部に一次にモノマー溶液を吸引し、これをモールド内に高い注入流量又は注入速度で速く大部分注入した後、最終段階で注入流量又は注入速度を下げて残量を徐々に注入して充満させるので、注入容量を超える恐れがない。また、モールドの内部にシリンジ内のモノマー溶液を短時間で大部分を注入した後、ビジョン認識システムによって第２領域におけるモノマー溶液が感知されると注入を終了するので、気泡の残留もなく、モノマー溶液の注入量があふれることも足りないこともなく正確に定量が注入され、均一な品質のレンズが生産でき、モノマーの注入時間を短縮できるので、モノマー注入作業の効率性を高めることができる。これによって、モノマー溶液の注入量不足による不良を防止するとともに、モノマー溶液の過度な注入による装備の異常動作や故障を予防することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施例によるレンズ製造過程を概略的に示すフローチャートである。
【図２】本発明の一実施例によるモノマー自動注入方法の構成図である。
【図３】図２でモノマー溶液がシリンジ内に一次吸引された状態を示す図である。
【図４】図３でモノマー溶液がモールド内に注入されている状態を示す図である。
【図５】図４でモノマー溶液がモールド内に充満された状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を限定しない好ましい実施例を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００２６】
まず、図１に示すように、レンズなどの光学材料を製造するためにモノマー溶液をモールド内に自動で注入する方法は、モールドのローディング（Ｓ１０）、テーピング（Ｓ２０）、テープ開放（Ｓ３０）、モノマー注入（Ｓ４０）、テープ閉鎖（Ｓ５０）及びモールドアンローディング（Ｓ６０）段階を含み、後続工程としてモノマーの硬化後にモールドから分離する工程を経ることでレンズを完成する。
【００２７】
本発明の実施例で使用されるモールドは、外周がシーリングされた一対のモールドであり、一対のモールドの間に形成されたキャビティの内部にモノマー溶液を注入する。このとき、モールドの材質は制限されず、モノマーの硬化後に脱着に適切な材質であればいずれも使用可能である。好ましくは、ガラスモールドを使用することができる。
【００２８】
モールドのシーリングは、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ：ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ナイロンなどのフィルムをベースフィルムとする粘着テープを使用できるが、これに限定されない。モノマーの硬化最終温度が１００℃以下であるアリール系モノマーを注入硬化させる時には、ＰＰフィルムをベースにした粘着テープを使用することが好ましい。モノマーの硬化最終温度が１００℃以上であるモノマーを注入硬化させる時には、ＰＥＴフィルムをベースフィルムにした粘着テープを使用することが好ましい。また、モノマーの硬化最終温度が１００℃以下であっても、ウレタン、アクリル、エピスルフィド系モノマーを注入硬化させる時には、ＰＥＴフィルムをベースにした粘着テープ使用することが好ましい。
【００２９】
本発明の実施例で使用されるモノマーは、光学レンズ及びメガネレンズとして使用可能な様々なモノマー化合物をいずれも含むことができる。例えば、アクリル系モノマー、エポキシアクリル系モノマー、チオウレタン系光学材料のためのポリイソシアネートとポリチオール、エピスルフィド系光学材料のためのエピスルフィド化合物、アリール系光学材料のためのアルキレングリコールビスアリールカーボネート又はマレート化合物、アリルジグリコールカーボネートなどが含まれ得る。
【００３０】
好ましい一実施例において前記モノマーは、次の式１で表示されるエポキシアクリレート化合物、次の式２で表示されるエポキシアクリレート化合物のいずれか一つ以上を含むアクリル系光学材料用モノマー組成物である。
【００３１】
【化１】
2021527579.tif 000003
【００３２】
（ここで、ｎ＝０〜１５であり、Ｒ１はＨ又はＣＨ３であり、Ｒ２はＨ或いはＢｒである。）
【００３３】
【化２】
2021527579.tif 000004
【００３４】
（ここで、Ｒ１、Ｒ２はＨ又はＣＨ３であり、ｍ＝０〜５、ｎ＝０〜５であり、ｍとｎは同時に０でなく、ｍ＋ｎ＝１〜１０である。）
【００３５】
前記アクリル系光学材料用モノマー組成物は、スチレン、ジビニルベンゼン、アルファメチルスチレン、アルファメチルスチレンダイマー、メチルメタクリレート、ベンジルメタアクリレート、クロロスチレン、ブロモスチレン、メトキシスチレン、モノベンジルマレート、ジベンジルマレート、モノベンジルフマレート、ジベンジルフマレート、メチルベンジルマレート、ジメチルマレート、ジエチルマレート、ジブチルマレート、ジブチルフマレート、モノブチルマレート、モノペンチルマレート、ジペンチルマレート、モノペンチルフマレート、ジペンチルフマレート及びジエチレングリコールビスアリールカーボネートからなる群から選ばれる１種或いは２種以上の化合物をさらに含むことができる。
【００３６】
前記アクリル系光学材料用モノマー組成物は、内部離型剤をさらに含むことができる。鋳型重合前にモノマー組成物中に内部離型剤を添加することによって重合後の異型性を向上させることができる。内部離型剤としてはリン酸エステル化合物、シリコン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、アルキル第４級アンモニウム塩などをそれぞれ単独で又は２種以上共に使用することができる。内部離型剤は好ましくは組成物中に０．００１〜１０重量％で含まれ得る。
【００３７】
また、前記アクリル系光学材料用モノマー組成物は熱安定剤をさらに含むことができる。熱安定剤としては、例えば、金属脂肪酸塩系のカルシウムステアレート、バリウムステアレート、亜鉛ステアレート、カドミウムステアレート、亜鉛ステアレート、マグネシウムステアレート、アルミニウムステアレート、カリウムステアレート、亜鉛オクトエートなどの化合物から選ばれる１種或いは２種以上の化合物を使用することができる。熱安定剤は好ましくはモノマー組成物中に０．０１〜５．００重量％で含まれ得る。熱安定剤を０．０１重量％未満で使用するときは、熱安定効果が弱く、５．００重量％を超えて使用するときは、硬化時に重合不良率が高く、硬化物の熱安定性がかえって低下することがある。
【００３８】
前記アクリル系光学材料用モノマー組成物のモールド内注入は、５℃〜６０℃の温度範囲で行われることが好ましく、５℃〜４０℃の温度範囲で行われることがより好ましい。適切な温度で注入されることによって可使時間を適切に維持でき、また最終的に得られる光学材料において脈理、リング、可変未硬化の発生率を下げて光学材料の品質を高めることができる。
【００３９】
好ましい他の実施例において前記モノマーは、アルキレングリコールビスアリールカーボネート及びマレート化合物から選ばれる１種以上の化合物である‘成分Ａ’と次の式３で表示されるジアリールエステル化合物である‘成分Ｂ’を含むアリール系光学材料用モノマー組成物である。
【００４０】
【化３】
2021527579.tif 000005
【００４１】
（ここで、Ｒ１は水素原子又はメチル基を表し、ＯＲ２は、炭素数１〜５の２価アルコール残基を表し、ｍ＝０〜２０の整数を表す）
【００４２】
前記成分Ａ及び成分Ｂは、好ましくは５〜７０重量％及び３０〜９５重量％の割合で混合できる。ジアリールエステル化合物（成分Ｂ）の含有量が３０％未満であり、成分Ａ化合物が７０％を超える場合には、製造された光学レンズの衝撃強度が低いか、屈折率が低いことがあり、ジアリールエステル化合物の含有量が９５％を超える場合には、単量体組成物の粘度が高くなってガラス金型に注入し難くなり、生産性が低下する問題点がある。前記成分Ａと成分Ｂは、より好ましくは１０〜６０重量％及び４０〜９０重量％の割合で混合できる。
【００４３】
前記アルキレングリコールビスアリールカーボネートは、好ましくは次の式４で表示できる。前記アルキレングリコールビスアリールカーボネートは特に好ましくはジエチレングリコールビスアリールカーボネートである。
【００４４】
【化４】
2021527579.tif 000006
【００４５】
（ここで、Ｒ４は水素又はメチル基を表し、−ＯＲ３は、炭素数１〜１０の２価アルコール残基を表し、ｎは１〜１０の整数を表す。）
【００４６】
前記式３で表示されるジアリールエステル化合物は、ジアリールフタレート、ジアリールイソフタレート、ジアリールテレフタレートなどに２価アルコール、すなわち、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、ネオペンチルグリコールなどを一部付加するエステル交換反応によって製造できる。
【００４７】
前記マレート化合物は、好ましくは、ジベンジルマレート；モノベンジルマレート；ジベンジルフマレート；メチルベンジルマレート；メチルベンジルフマレート；ジメチルマレート；ジエチルマレート；ジブチルマレート；ジブチルフマレート；モノブチルマレート；ジペンチルマレート及びジペンチルフマレートからなる群から選択できる。
【００４８】
前記アリール系光学材料用モノマー組成物は、リン酸エステル化合物をさらに含むことができる。本組成物においてリン酸エステルは、アニール過程で熱によって発生する光学レンズの黄変現象を防ぐ役割を担う。本組成物中にリン酸エステルは好ましくは０．００１〜３重量％（１０〜３００００ｐｐｍ）で含まれ、より好ましくは０．０２〜２重量％（２００〜２００００ｐｐｍ）で含まれ得る。リン酸エステルの含有量が０．００１重量％未満の場合は熱による黄変を防ぎ難く、３重量％を超える場合は硬化過程で固相樹脂からガラス金型が離れていることになり、レンズ表面に縞ができる不良が発生し得る。リン酸エステルは、好ましくは次の式５で表示できる。
【００４９】
【化５】
2021527579.tif 000007
【００５０】
（Ｘ、Ｙ、Ｚは、水素、ハロゲン、アルキル、アリル、フェニル、エチレンオキシド又はプロピレンオキシドが付加されたアルコール残基及びハロアルキルの炭化水素からなる群から選ばれるいずれか一つであり、互いに同一でも異なってもよい。
【００５１】
前記アリール系光学材料用モノマー組成物のモールド内注入は、５０℃以下の温度範囲で行われることが好ましく、より好ましくは−１０℃〜５０℃、より好ましくは５℃〜４０℃温度範囲で行われるとよい。適切な温度で注入されることによって可使時間を適切に維持でき、また最終的に得られる光学材料において脈理、リング、可変未硬化の発生率を下げて光学材料の品質を高めることができる。
【００５２】
好ましい他の実施例において、前記モノマーは次の式６で表示されるジエチレングリコールビスアリルカーボネートとイソプロピルペルオキシジカーボネートを含むアリルジグリコールカーボネートモノマー組成物である。
【００５３】
【化６】
2021527579.tif 000008
【００５４】
前記アリルジグリコールカーボネートモノマー組成物は、リン酸エステル化合物をさらに含むことができる。本組成物においてリン酸エステルは、アニール過程で熱によって発生する光学レンズの黄変現象を防ぐ役割を担う。本組成物中にリン酸エステルは好ましくは０．００１〜３重量％（１０〜３００００ｐｐｍ）で含まれ、より好ましくは０．０２〜２重量％（２００〜２００００ｐｐｍ）で含まれ得る。リン酸エステルの含有量が０．００１重量％未満の場合は熱による黄変を防ぎ難く、３重量％を超える場合は硬化過程で固相樹脂からガラス金型が離れることになり、レンズ表面に縞ができる不良が発生し得る。リン酸エステルは、好ましくは前記式５で表示できる。
【００５５】
前記モノマーは、紫外線吸収剤、重合開始剤（触媒）をさらに含むことができる。また、前記モノマーは、プラスチック光学レンズ分野の通常の技術によって、有機染料、着色防止剤、酸化防止剤、光安定剤などの添加剤を必要によって通常の方法でさらに含むことができる。
【００５６】
本発明の自動注入器に使用するモノマーの粘度は、５００ＣＰＳ以下が好ましく、より好ましくは１０〜１５０ＣＰＳである。モノマーの粘度が高いと、注入時に気泡の発生が多く、気泡が除去されるまで時間がかかり、注入時間が長くなる問題がある。
【００５７】
本実施例では、原料タンクのモノマーをモールドのキャビティに注入しながらビジョン認識システムを用いて流面を感知し、設定された最終注入地点に流面が感知されるとモノマー溶液の注入を中止する具体的な方法を提示する。図２〜図５に示すように、モノマー溶液タンク１０のモノマー溶液Ｓを、モールドＭのキャビティに合わせて容量調節可能なシリンジ２０内にまず吸引した後、前記シリンジ２０内に注入されたモノマー溶液Ｓを一次にモールドＭ内に大部分の量を高い注入流量又は注入速度で注入する。その後、二次に、より低い注入流量又は注入速度で残量を注入しながら、最終的にビジョン認識システムを用いてモノマー溶液ＳがモールドＭの内部に充満されたか確認した後、注入を終了する。
【００５８】
本実施例において前記ビジョン認識システムは、図２〜図５から分かるように、モールドＭの輪郭と前記モールドＭのキャビティ内に注入されるモノマー溶液Ｓの流面Ｌ１を撮影するものであり、モールドＭが注入位置にセッティングされた状態を感知するための前記モールドＭ輪郭の一部の第１領域Ａ１と、前記モールドＭの注入口の外側に位置した第２領域Ａ２が設定されている。
【００５９】
一方、コントローラＣは、前記ビジョン認識システムで撮影されたイメージ信号、すなわち、図２に示すように、前記第１領域Ａ１でモールドＭの輪郭が感知されるとモールドＭが注入位置に着座したと認識するが、この時、撮影されたモールドＭの輪郭と第１領域Ａ１に円弧状に表示された仮想輪郭Ｌとが一致するかどうか判断し、一致しない場合にはビジョン認識システムを微細調整、すなわち、ビジョンカメラの位置を調整してモールドＭの輪郭に前記仮想輪郭Ｌを一致させる撮影位置調整段階を行う。
【００６０】
上記の撮影位置調整段階では第１領域Ａ１の位置が調整されると同時に第２領域の位置が第１領域Ａ１と共に等距離移動するので、注入装置内でモールドＭの着座位置が少しずつ変化するにもかかわらず、ビジョン認識システムでは同じ位置の第２領域Ａ２を撮影してモノマー溶液の流面変化を感知するようになる。
【００６１】
また、コントローラＣはビジョン認識システムで撮影されたイメージを分析し、モールドＭの種類によってキャビティ容量の把握及び注入位置セッティングの有無を感知し、シリンジ２０の駆動部２２及びバルブＶの開閉動作を制御することによって、図３に示すように、モノマー溶液Ｓをシリンジ２０内に吸引する量とその後にモールドＭに注入する時点、注入流量又は注入速度、及び終了時点を制御し、ビジョン認識システムの微細位置も調整する。
【００６２】
また、前記コントローラＣは、タッチパッドやキーボードのような外部入力手段によってモールドＭとモノマー溶液Ｓの種類にしたがって注入流量又は注入速度を別々にセッティングし、新しい種類のモールドやモノマー溶液の使用時には、反復的なテストを経て入手したデータを保存し、最適の注入流量又は注入速度を見出してセッティングできるようになっている。
【００６３】
本実施例において、前記駆動部２２は、不図示のモーターの動力によってプランジャー２３が進退作動をしてシリンジ２０内にモノマー溶液を吸引したり、或いは吸引されたモノマー溶液をモールドＭに注入したりするように構成されているが、本発明はこれに限定されず、駆動部２２の駆動方式は公知の様々な方式を用いることができる。
【００６４】
このように構成された本実施例の光学材料用モノマーのモールド自動注入方法でモノマー溶液をモールド内に注入する好ましい実施例について説明すると、次の通りである。
【００６５】
まず、一次に、図３に示すように、供給されるモールドＭの種類にしたがってモールドＭのキャビティ容量に一致するようにシリンジ２０にモノマー溶液Ｓを吸引するが、この時、原料タンク１０とシリンジ２０との間に設置されたバルブＶは開放状態を維持し、ノズル２１の部分は、不図示の内蔵型チェックバルブによって外部からの空気流入が遮断された状態でシリンジ２０の上部の駆動部２２が動作してシリンジ２０内にモノマー溶液Ｓを定量だけ満たす。
【００６６】
一方、前記バルブＶはコントローラＣによって開閉動作が制御されるようにしてもよく、チェックバルブを用いて、シリンジ２０の駆動部２２が吸引動作をする場合には開放され、排出動作、すなわち、モールド側への注入時には自動で閉鎖されるようにしてもよいことは勿論である。
【００６７】
その後、図４に示すように、ビジョン認識システムによって撮影されたイメージにおいて第１領域Ａ１にモールドＭの輪郭が感知されると、これを仮想輪郭Ｌと一致するようにカメラの位置を微細調整し、これによってモールドＭが注入位置に着座したと把握し、駆動部２２が上記の一次とは反対方向に駆動してシリンジ２０内のモノマー溶液Ｓがノズル２１を通じてモールドＭ内に注入されるが、この時、前記バルブＶは閉鎖された状態を維持し、ノズル２１に設けられたチェックバルブは開放された状態で、前記駆動部２２の駆動はあらかじめ設定された量のモノマー溶液Ｓだけを注入する。あらかじめ設定された量は、シリンジ２０に一次注入された量の９０％〜９８％となるように設定されている。
【００６８】
前記段階においてモノマー溶液Ｓの注入流量又は注入速度は、モノマー溶液の粘度やモールド内のキャビティ厚などに基づいてモノマー溶液に気泡が発生しない範囲内では最高の注入流量又は注入速度で注入されるようにし、注入時間の短縮を図ることができる。
【００６９】
最後に、上記のように駆動部２２の駆動によってシリンジ２０内のモノマー溶液Ｓの大部分がモールドＭ内に注入された後には、駆動部２２の駆動速度を相対的に遅くしてより低い注入流量又は注入速度で注意して残量の注入を行う。この時には、図５に示すように、ビジョン認識システムによって注入口Ｉの外側に位置した第２領域Ａ２でモノマー溶液Ｓの流面が感知されることを確認するまで注入し、表面張力によってモールドＭの注入口Ｉの約１〜２ｍｍの外側に位置した第２領域Ａ２でモノマー溶液Ｓの流面が感知されるとシリンジ駆動部２２の動作を中止させることでモノマー溶液Ｓの注入を完了し、後続工程として、開放したシーリングテープＴを再び巻いて注入口Ｉを閉鎖した後、モールドのアンローディング過程を経る。これでモールドＭへのモノマー溶液Ｓの注入が完了する。
【００７０】
上記のような過程を通じて第１領域Ａ１におけるモールドＭの輪郭が仮想輪郭Ｌに一致すると、供給されたモールドの種類にしたがってあらかじめ設定された第１注入流量又は注入速度でモノマー溶液Ｓの大部分をモールドＭ内に注入し、その後、前記第１注入流量又は注入速度よりも相対的に低い注入流量又は注入速度で残量の注入を進行してモールドＭの外側に位置した第２領域Ａ２に流面Ｌ１が現れるか否か確認し、流面Ｌ１が現れるとモノマー溶液の注入を終了し、流面が現れない場合には、第２領域Ａ２に流面が現れるまで注入流量又は注入速度を下げて微細に調整しつつモノマー溶液を注入する。
【００７１】
一方、前記第１領域及び第２領域では、モールドの輪郭又はモノマー溶液の流面を陰影の変化で感知し、陰影の変化は好ましくは画素数の変化によって感知する。モールドの輪郭とモノマー溶液の流面は、空気とモールド及びモノマー溶液間の密度差によってその境界部分が線形の陰影として見られ、これによって各領域で撮影される線形の陰影が形成する画素数によってモールドの輪郭及びモノマー溶液の流面が形成されることが分かる。
【００７２】
本実施例において、前記領域Ａ１，Ａ２で感知されるモールドＭの輪郭及びモノマー溶液の流面の厚さが概して一定であるので、検出される画素数もほぼ一定であるが、周辺装置部が全て速く動作中であり、設備の周辺に人及びその他装置の移動があり、これによってモールドやモノマー溶液に奇妙な現象として反射されて誤検出される場合があるため、検出される画素数の変化量と陰影の進行方向に対しても感知して各種ノイズによる誤検出を防止可能にする。
【００７３】
本実施例において、前記第１注入流量又は注入速度で注入されるモノマー溶液の量は、全注入量の９０〜９８％が適正であるが、本発明はこれに限定されず、モールドの種類及びモノマー溶液の粘度にしたがって一次注入量は多少異なるように設定してもよいことは勿論である。
【００７４】
外周がシーリングされた一対のモールドの間に形成されたキャビティの体積による好ましい注入量及び注入速度は、次の通りである。
【００７５】
モノマーの粘度が１０〜１５０ＣＰＳである場合を基準にするとき、注入速度は、−レンズ（ＣＹＬ（−））或いはセミレンズの場合、キャビティ内の体積が２０ｃｃ以下の場合は注入速度１０ｍｌ〜４５０ｍｌ／ｍｉｎ、２０．１ｃｃ〜４０．０ｃｃでは注入速度２０ｍｌ〜７００ｍｌ／ｍｉｎ、４０．１ｃｃ〜６０．０ｃｃ以下では注入速度４０ｍｌ〜９００ｍｌ／ｍｉｎ、６０．１ｃｃ〜８０．０ｃｃ以下では注入速度６０ｍｌ〜１２００ｍｌ／ｍｉｎ、８０．１ｃｃ〜１００．０ｃｃ以下では注入速度８０ｍｌ〜１５００ｍｌ／ｍｉｎの範囲内で調節することが好ましい。より好ましくは、キャビティ内の体積が２０ｃｃ以下の場合は注入速度１０ｍｌ〜３４０ｍｌ／ｍｉｎ、２０．１ｃｃ〜４０．０ｃｃでは注入速度２０ｍｌ〜５８０ｍｌ／ｍｉｎ、４０．１ｃｃ〜６０．０ｃｃ以下では注入速度４０ｍｌ〜７２０ｍｌ／ｍｉｎ、６０．１ｃｃ〜８０．０ｃｃ以下では注入速度６０ｍｌ〜９６０ｍｌ／ｍｉｎ、８０．１ｃｃ〜１００．０ｃｃ以下では注入速度８０ｍｌ〜１２００ｍｌ／ｍｉｎの範囲内で調節することが良い。
【００７６】
モノマーの粘度が１０〜１５０ＣＰＳである場合を基準にするとき、注入速度は、＋レンズ（ＣＹＬ（＋））の場合、キャビティ内の体積が１２ｃｃ以下では注入速度８ｍｌ〜１９０ｍｌ／ｍｉｎ、１２．１ｃｃ〜２０．０ｃｃでは注入速度１２ｍｌ〜３４０ｍｌ／ｍｉｎ、２０．１ｃｃ〜３０．０ｃｃ以下では注入速度２０ｍｌ〜３９０ｍｌ／ｍｉｎの範囲内で調節することが好ましい。より好ましくは、キャビティ内の体積が１２ｃｃ以下の場合は注入速度８ｍｌ〜１４４ｍｌ／ｍｉｎ、１２．１ｃｃ〜２０．０ｃｃでは注入速度１２ｍｌ〜２４０ｍｌ／ｍｉｎ、２０．１ｃｃ〜３０．０ｃｃ以下では注入速度２０ｍｌ〜３００ｍｌ／ｍｉｎの範囲内で調節することが良い。
【００７７】
上述した本発明の実施例によるモノマー溶液自動注入方法によれば、初期にはモールド内に高い注入流量又は注入速度で最短時間でモノマー溶液の大部分を注入し、その後、第２領域でモノマー溶液の流面が感知されるまで相対的に低い注入流量又は注入速度でモールド内のキャビティが充満するように残量を注入することによって、モノマー溶液の注入にかかる時間を短縮しながらも溢れないように正確な量を注入できるので、工程時間の短縮による生産性の向上と共に均一な品質のレンズの製造が可能な利点があり、モノマー注入量の不足や過剰による不良発生及び製造装置の誤動作も防止できる利点がある。
【００７８】
以下、具体的な実施例を用いて本発明をより詳細に説明する。しかし、この実施例は単に本発明をより具体的に説明するためのもので、本発明の範囲を限定されるものではない。
【００７９】
［製造例］
【００８０】
次の式７においてエポキシアクリル系化合物のうち成分Ｉ（当量が２５９の化合物）６５ｇ及び成分（ＩＩ）（当量が４７２の化合物）１５ｇに、重合調節剤であるアルファメチルスチレンダイマー０．５ｇを添加し、スチレン１６ｇ及びジメチルマレート３．３ｇ、そして熱安定剤としてジフェニルイソデシルホスファイト０．２ｇを添加した後、約３０分間撹拌して均一溶液を作った。その後、０．４５μｍ以下の濾過紙で濾過した。ここに、触媒として２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）０．０５ｇ、１，１−ビス（ｔ−ブチルペロキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン０．１２ｇを添加し、内部離型剤として８−ＰＥＮＰＰ（ポリオキシエチレンノニルフェニルホスフェート（エチレンオキシドが９モル付加されたもの５重量％、エチレンオキシドが８モル付加されたもの８０重量％、エチレンオキシドが７モル付加されたもの１０重量％、エチレンオキシドが６モル以下で付加されたもの５重量％））０．２ｇを混合した後、１時間撹拌し、１０分間減圧脱泡した後、モールドに注入するモノマーとして使用した。
【００８１】
【化７】
2021527579.tif 000009
【００８２】
（ここで、ｎ＝１〜１５であり、成分ＩはＲがＨであり、成分（ＩＩ）はＲがＢｒである。）
【００８３】
本発明の自動注入器を用いて、次の表１〜表３のような注入量でモノマーをモールドに注入して硬化させ、１．６０エポキシアクリル系レンズ（Ｎｅ＝１．５９７）を生産した。モールドのキャビティ内体積は屈折率によって変化し得るが、表１〜表３は、１．６０エポキシアクリル系レンズ（Ｎｅ＝１．５９７）の生産時に、モールド直径、レンズの厚さ、度数によるモノマーの注入量を示すものである。表１は、−レンズ（ＣＹＬ（−））の製造例、表２は＋レンズ（ＣＹＬ（＋））の製造例、表３はセミレンズの製造例である。
【００８４】
【表１】
2021527579.tif 000010
【００８５】
【表２】
2021527579.tif 000011
【００８６】
【表３】
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【符号の説明】
【００８７】
Ｃ：コントローラ
Ｉ：注入口
Ｌ：仮想輪郭
Ｌ１：流面
Ｍ：モールド
Ａ１，Ａ２：感知領域
Ｓ：モノマー溶液
Ｔ：シーリングテープ
Ｖ：バルブ
１０：原料タンク
２０：シリンジ
２１：ノズル
２２：駆動部
２３：プランジャー
【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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【国際調査報告】
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