(57)【要約】      （修正有）【課題】注型成形に於けるレンズ樹脂原料の漏出のない密封材の形態とその形成の方法を提供する。【解決手段】樹脂レンズを成形する際に用いる１対のガラス製モールド２ａと２ｂを所定の間隔を保って回転可能に軸支し、前記１対のモールドの周辺部に等量の間隙を保持して包囲する略円筒型１０ａと１０ｂを回転可能に軸支し、１対のモールドと略円筒型を同期回転させながら前記間隙内に溶融した熱可塑性樹脂から成る密封材１９を注入し、該密封材が遠心力により前記間隙とモールドの周縁部を所定の厚さに満たしたのち密封材を冷却等により硬化させ、略円筒型から硬化した密封材１９ａを離型してモールドの周辺部の全周を継ぎ目無く密封したシェルを得る。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂レンズを成形する際に用いる１対のモールドを所定の間隔を保って回転可能に軸支し、前記１対のモールドの周辺部に等量の間隙を保持して包囲する略円筒型を回転可能に軸支し、１対のモールドと略円筒型を回転させながら前記間隙内に溶融した熱可塑性樹脂から成る密封材を注入し、該密封材が遠心力により前記間隙とモールドの周縁部を所定の厚さに満たしたのち密封材を冷却等により硬化させ、略円筒型から密封材を離型してモールドの周辺部の全周を継ぎ目無く密封することを特徴とする樹脂レンズ成形用シェルの製造方法。
【請求項２】
前記の略円筒型が円周面に沿って分割可能な接合面を有しており、該接合面を離間させて密封材を離型することを特徴とする請求項１に記載の樹脂レンズ成形用シェルの製造方法。
【請求項３】
所定の間隔で対峙する１対のモールドの周縁部の間隙を埋める密封材がモールド周縁部の間隔を維持するスペーサとして構成された請求項１又は２に記載の樹脂レンズ成形用シェルの製造方法。
【請求項４】
樹脂レンズを成形する際に用いる１対のモールドを所定の間隔を保持して回転可能に軸支し、前記１対のモールドの周辺部に等量の間隙を保持して包囲する分割可能な略円筒型を回転可能に軸支し、１対のモールドと略円筒型を回転させながら前記間隙内に溶融した熱可塑性樹脂から成る密封材を注入する注入口を設け、注入された密封材が遠心力により前記間隙とモールドの周縁部を所定の厚さに満たしたのち密封材を冷却等により硬化させ、略円筒型を分割して硬化した密封材を離型する樹脂レンズ成形用シェルの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、樹脂レンズを成形するためのシェルの製造方法とこれに用いる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
樹脂レンズの製造方法は、レンズが熱可塑性樹脂においては射出成形法、熱硬化性樹脂については注型成形法が広く用いられている。本発明が属する注型成形法は、ガラス又は金属製モールドをガスケットを用いて対向位置に配置してキャビティを形成したシェルを用意し、キャビティ内に樹脂原料を注入してこれを加熱重合して樹脂製レンズを得るものである。ガスケットはモールドの曲面に沿って密着する構造をとっているために種類は必然的に多くなり、また原則として１回のみの使用となっており、廃棄されるガスケットの量は莫大な数量になっている。ガスケットの材料はポリ塩化ビニル、ポリエチレン、エチレン／酢酸ビニル共重合体などが使用され射出成形により作製されるから安価なものではなく、レンズの価格を押し上げる要因になっている。これらの問題点を解決する先行技術としては特願昭５４−４００７号に開示された２枚のモールドの周囲にテープを貼り付け、該２枚のモールドとテープで囲まれたキャビティ内にプラスチックレンズ原料を充填してこれを硬化させる方法である。この方法は以後広く利用され樹脂レンズの製造に大きく寄与している。しかしレンズの生産量が増加するに従い幾つかの問題点が生じており、レンズ用樹脂原料の高屈折率化に伴ってテープに積層される粘着剤のレンズ原料への溶出あるいは原料の漏出などである。
【０００３】
樹脂原料の液の漏出は粘着剤のモールドに対する密着強度にも起因するが、モールド自体にも原因が生じている。モールドの円周周辺部には樹脂の強固な付着物や離型の際の工具接触による欠けなど種々の要因により円周部に欠陥が生じるので機械的な研磨と面取りを行うために外径が小さくなりテープが粘着する幅も狭くなる傾向にある。外径の誤差は０．５ｍｍの範囲に留めるべきであるが、モールドは高価であり廃棄し難いところもあり、実際には選択された２枚のモールドの外径の差が１ｍｍに達している場合がある。このような事情から粘着テープの幅が所定のシェルの幅に対して充分な幅を有しているとしても僅かながら間隙が生じて注入したレンズ原料が漏出する。本発明はこの点に鑑み提案するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、注型成形に於けるレンズ樹脂原料の漏出のない密封材の形態とその形成の方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、樹脂レンズを成形する際に用いる１対のモールドを所定の間隔を保って回転可能に軸支し、前記１対のモールドの周辺部に等量の間隙を保持して包囲する略円筒型を回転可能に軸支し、１対のモールドと略円筒型を回転させながら前記間隙内に溶融した熱可塑性樹脂から成る密封材を注入し、該密封材が遠心力により前記間隙とモールドの周縁部を所定の厚さに満たしたのち密封材を冷却等により硬化させ、略円筒型から密封材を離型してモールドの周辺部の全周を継ぎ目無く密封したシェルを製造する。略円筒型を構成する材質は特に限定されないが、熱伝導性と離型性のよい材質が求められ、アルミニウムや鉄を基材としシリコン樹脂をコーティングした構成が好ましくセラミック基材等も利用できる。密封材を構成する熱可塑性樹脂は、レンズ樹脂原料と相溶性がなく、レンズ樹脂原料の加熱重合に伴う体積の変化に追随できる性質の樹脂が用いられる。好ましい樹脂としてはポリ塩化ビニル、ポリエチレン、エチレン／酢酸ビニル共重合体などが用いられる。
【０００６】
また、前記の略円筒型には円周面に沿って分割可能な接合面を形成し、該接合面を離間させ硬化した密封材を離型してシェルを製造する。
【０００７】
そして、所定の間隔で対峙する１対のモールドの周縁部の間隙を埋める密封材が、モールドの外周面から１〜２ｍｍ回転の中心方向へ肉厚になるように溶融した密封材の注入量を調整し、モールドの周縁部の間隔を維持するスペーサとして構成する。乱視あるいは非球面形状などのレンズを成形する１対のモールドは周縁部の間隔は一定にならないが、溶融した樹脂がこの間隔を自在に埋めるのでスペーサは自ずと形成され、レンズ樹脂原料が加熱重合する際の体積の変化に対してもモールドを正確な位置に維持することができる。
【０００８】
本発明の樹脂レンズ成形用シェルの製造装置としては、樹脂レンズを成形する際に用いる１対のモールドを、所望するレンズの形状に合致させた所定の間隔を保持して回転可能に吸着軸支し、前記１対のモールドの周辺部に等量の間隙を保持して包囲する略円筒型を回転可能に軸支すると共に、略円筒型は円周方向に接合面を設けて回転軸に平行な方向に分割可能に構成し、１対のモールドと略円筒型を回転させながら前記間隙内に溶融した熱可塑性樹脂から成る密封材を注入する注入口を設け、注入された密封材が遠心力により前記間隙とモールドの周縁部を一様に満たしたのち密封材を冷却等により硬化させ、略円筒型を接合面で分割して硬化した密封材を離型する構造である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図を用いて説明する。図１（ａ）は１対のガラス製モールドとこれを包囲する略円筒型（以下、型と記載する）の断面図であり、これらの立体的な位置関係を斜視図として（ｂ）図に示す。（ｃ）図は密封材の形状を示す一部拡大断面図である。図２は離型する過程を順に図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）として断面図で示す。同（ｄ）図はモールド周縁部の間隙に対して密封材がスペーサとして作用する状態を示す断面図である。図３は本発明に用いる装置の構成全体を示しており、図４は型の別の支持構成を示している。図５は本発明のシェルの斜視図である。
【００１０】
先ず図３を用いて本発明に用いる装置１の概略を説明する。２は１対のモールドであり、図示しないが別の搬送装置にて所定の場所に配置される。吸着盤３ａ及び３ｂを軸支する中空の軸４ａと４ｂは、数値制御された駆動部５ａと５ｂにより前進及び後退を行えるようになっており、更にモータ６により回転駆動される軸７からタイミングベルト８を介してプーリ９により回転駆動される。これにより吸着盤は同期回転しモールドも同様に回転させることができる。吸着盤は中空の軸を通じて外部の減圧ポンプ（図示せず）に回転継手１３ａと１３ｂを介して接続されており、吸着盤内部を負圧にしてモールドを吸着するようになっている。それぞれの吸着盤はモールド２ａと２ｂに接近してその中心部を吸着し、一旦後退したとき１対のモールドの間隔を設定するためのリング状の間隔ゲージ（図示せず）を配置して再度吸着盤を前進させ、各モールドを介して間隔ゲージを把持しモールドの間隔を記憶する。吸着されたモールドを後退させて間隔ゲージを取り除き、吸着盤３ｂはモールド２ｂを吸着して最初の位置に後退し、吸着盤３ａはモールド２ａを吸着して前進し記憶した間隔になるまで前進する。このとき型１０ａも前進して接合面１１ａ及び１１ｂを密着させ１対のモールド２を包囲する。型１０ｂはプーリ９により回転駆動されるが前進と後退の動作は行わない。型１０ａはベアリング１２により回転自在に支持されており型１０ｂと接合面を介して従動回転するようになっている。
【００１１】
次ぎに、型とモールドの作動状態の詳細を図１を用いて説明する。同（ａ）図において、型１０ａは喇叭状の支持部材１４ａにベアリング１２を介して支持されており回転自在である。モールド２ａと２ｂはスペーサで定められた位置に吸着盤３ａ、３ｂにより支持されている。１５はゴム質のスカートでありモールドの吸着性を高めている。型１０ｂは喇叭状の支持部材１０ｃを一体に構成しており、該支持部材は軸受１６で回転可能に軸支されていてプーリ９により回転駆動される。型１０ｂには接合面１１ａと１１ｂを介して型１０ａが密着しているのでこれらは一体となって回転する。接合面は液密に構成されこれに続くそれぞれの型の内面はテーパ形状を成し後述する密封材の離型が容易に行えるようにしている。型１０ａの支持部材１４ａには開口部１７が複数箇所に設けられており、該開口部を通じて溶融した密封材供給ノズル１８から密封材１９が型１０ａの内面側に注入されモールドの周辺部と型の内面に設けられた間隙へ流入する。このような構成のもとに、型１０ａと１０ｂ及びモールド２ａと２ｂを同期回転させながら溶融した密封材１９を注入すると遠心力が作用して溶融した密封材は間隙部の全周に亘り拡大する。所定量の密封材の注入が終了したのち、双方の型及びモールドは回転を維持しながら冷風吹き出しノズル２１ａと２１ｂから冷風を吹き付けて溶融した密封材を冷却硬化させる。２２は冷却効果を高めるフィンである。同図（ｂ）は（ａ）図を立体的に示す斜視断面図であり符号は同一符号を用いている。同（ｃ）図に示すように硬化した密封材１９ａはモールド２ａと２ｂの周縁部を包むように密封する。各型の内面のテーパ面は、型１０ａの方が傾斜角度を型１０ｂより大きくし、テーパ面の長さａをｂより短くしており、密封材を離型する際に先ず型１０ａ側から離型し、次いで型１０ｂ側を離型するようにしている。また、図４に示すように別の駆動軸２５に固定したブラケット２６にベアリング１２を装着し型１０ａを支持すれば開口部が拡大し、溶融密封材の注入ノズル１８の操作が容易になり密封材の注入状況が確認し易い。
【００１２】
図２を用いて離型する工程を説明する。同（ａ）図は溶融した密封材を冷却して硬化させたのち、型１０ａが後退すると共に吸着盤３ａ内の気圧を負圧から正圧にしてモールドから後退させるが、接合面１１ａとテーパ面２３ａはフッ素コーテイングが施されているので硬化した密封材１９ａとの離型は容易に行える。同（ｂ）図は型１０ｂからの離型を示している。軸４ｂの前進により吸着盤３ｂはモールド２ｂを押し出すから硬化した密封材１９ａはモールド２ａと２ｂを固定して型１０ｂから離型される。接合面１１ｂとテーパ面２３ｂは同様にフッ素コーティングが施されているが、前述したようにテーパ面の角度と傾斜面の長さを異にしており、型１０ｂ側に硬化した密封材は保持され易くなっている。この時点では、吸着盤３ｂはモールド２ｂを吸着したままであるが、同（ｃ）図に示すように外部把持機構（図示せず）のロボットハンドにより硬化した密封材１９ａを把持したのち吸着盤３ｂの内部を正圧にしてモールドから離間させて後退し、シェル２４が分離される。
【００１３】
本発明になるシェル２４は樹脂レンズ成型用の鋳型として利用されるが次のような利点を有している。即ち、図２（ｄ）の部分拡大図に示すようにモールド２ａと２ｂの周辺部に密封材が液密に配置されレンズ樹脂原料の液漏れが無くなり、１対のモールドの周辺部の間隔ｄが乱視用や非球面のモールドのように変化するものであっても密封材を充填できるから、この部分がレンズ樹脂原料の加熱重合に於ける体積の変化に対して安定したスペーサ２０として作用しモールドの傾きを防止することができる。この密封材は従来の成形に用いられたガスケットと同等の物性を示すためにはポリ塩化ビニル樹脂、エチレン／酢酸ビニル共重合体樹脂、低密度ポリエチレン樹脂、エチレン／アクリル酸エチル共重合体樹脂などの熱可塑性樹脂が用いられる。
【００１４】
本発明のシェルはモールドの全周が密封されるから、レンズ樹脂原料を注入する場合は密封材に加熱された部材で穴を明けてレンズ樹脂原料を注入し、接着剤や粘着テープで封止するか、図５に示すように密封材１９ａに穴を明けたのち樹脂チューブ２７を接着して注入孔と成しレンズ樹脂原料の注入を行う。樹脂チューブを用いる場合はレンズ樹脂原料の加熱重合の際に生じる体積の増減を吸収するような空隙を設けることができる。
【００１５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば乱視、非球面、累進、度数、プラス、マイナスなどレンズの種類は多数に及び、これらのレンズを成形するために１対のモールドによりシェルを構成する場合、各モールドの曲面に合致したガスケットが必要になりガスケットを成形するための金型の種類は可成りの数に及ぶためガスケットの準備は煩雑をきわめレンズ価格を押し上げる要因になっている。ガスケットにはモールドの間隔を維持するため円筒内面に段差を設けたスペーサ部がありモールドをセットした際に内部にキャビティが形成されるが、このキャビティにレンズ樹脂原料を注入して液漏れが生じないようにするためにクリップでモールドを挟持することが必要である。多様な金型に対処する方法として粘着テープを用いてシェルを作製することでガスケットの需要は大幅に減少したが、レンズ樹脂原料の液漏れや加熱重合の際にテープ巻回の巻き始めと巻き終わり部分を重ねるため、テープの収縮が一様に成らずレンズにプリズムが生じたり、半製品レンズのような厚肉の成形はモールドと粘着テープ部の熱伝導率が大きく異なるために脈理が生じやすいなどの欠点を有している。本発明ではモールドの周縁部の外側にも密封材が配置されるからモールドの脱落がないのでクリップが不要であり、溶融状態の密封材がモールドの周辺部を覆うので液密性が高く液漏れの恐れが無く、ガスケットに於けるスペーサの役割を果たす部分が自在に形成されるのでモールドの間隔が正確に維持される利点を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の型の詳細を示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）図は密封材の離型工程を示す断面図であり、（ｄ）図は密封材とモールドの密着状態を示す一部拡大断面図である。
【図３】本発明の装置全体を示す説明図であり一部を断面図で示す。
【図４】型を支持する別の実施態様を示す断面図である。
【図５】本発明のシェルの斜視図である。
【符号の説明】
１  本発明の装置
２  モールド
３  吸着盤
４  中空軸
５  駆動部
９  プーリ
１０  略円筒型（型）
１１  接合面
１４  支持部材
１５  スカート
１６  軸受
１７  開口部
１８  注入ノズル
１９  溶融した密封材
１９ａ  硬化した密封材
２０  スペーサ
２３  テーパ面
２４  シェル
２７  樹脂チューブ
【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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