(57)【要約】 【課題】    ポリマーブレンドによる樹脂の相溶性不足による問題がなく、かつ、樹脂やけも防げる眼鏡レンズ成形用可塑化装置を提供すること。【解決手段】スクリュ２４の計量部MZにはダルメージ部３３が形成されている。計量部MZにおける螺旋溝深さｈ１と材料供給部における螺旋溝深さｈ２との比である圧縮比が、２．５以下である。シリンダ表層の樹脂とスクリュ表層部を流れる樹脂が、ダルメージ部３３のフィン溝３５に集められ、再溶融される結果、相溶性が向上される。従って、ポリマーブレンドによる樹脂の相溶性不足による問題（脈離不良の問題）も生じることがなく、かつ、樹脂やけも防げる。  【選択図】 図３
2005231300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと、このシリンダに回転可能に収納配置されたスクリュと、前記シリンダを加熱する加熱手段とを有し、眼鏡レンズを成形するために透明熱可塑性樹脂を溶融、混練する眼鏡レンズ成形用可塑化装置において、
前記スクリュは、材料供給部、圧縮部および計量部に区画され、
前記計量部における螺旋溝深さｈ１と前記材料供給部における螺旋溝深さｈ２との比である圧縮比が２．５以下に設定され、
前記計量部にはダルメージ部が形成されていることを特徴とする眼鏡レンズ成形用可塑化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の眼鏡レンズ成形用可塑化装置において、
前記ダルメージ部は、前記計量部において、２段以下で構成されていることを特徴とする眼鏡レンズ成形用可塑化装置。
【請求項３】
前記請求項１または請求項２に記載の眼鏡レンズ成形用可塑化装置において、
前記ダルメージ部は、スクリュ本体の外周に一定角度間隔で突出形成された複数のフィンを備えるとともに、これらのフィンの間に形成されるフィン溝数が９〜４に形成されていることを特徴とする眼鏡レンズ成形用可塑化装置。
【請求項４】
請求項３に記載の眼鏡レンズ成形用可塑化装置において、
前記フィン溝は、前記スクリュ本体の軸線に対して交差する千鳥溝構造に形成されていることを特徴とする眼鏡レンズ成形用可塑化装置。
【請求項５】
眼鏡レンズを成形するために透明熱可塑性樹脂を溶融、混練する眼鏡レンズ成形用可塑化装置に用いられ、供給部、圧縮部および計量部を有する可塑化装置用スクリュにおいて、
前記計量部にはダルメージ部が形成されていることを特徴とする可塑化装置用スクリュ。
【請求項６】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の眼鏡レンズ成形用可塑化装置を用い、この眼鏡レンズ成形用可塑化装置によって溶融・混練された透明熱可塑性樹脂を成形装置の眼鏡レンズキャビティに射出し、冷却固化後、取り出して眼鏡レンズを製造することを特徴とする眼鏡レンズ製造方法。
【請求項７】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の眼鏡レンズ成形用可塑化装置と、この眼鏡レンズ成形用可塑化装置によって溶融・混練された透明熱可塑性樹脂を成形して眼鏡レンズを成形する成形装置とを備えたことを特徴とする眼鏡レンズ成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、眼鏡レンズ成形用可塑化装置、これに用いる可塑化装置用スクリュ、眼鏡レンズ製造方法および眼鏡レンズ成形装置に関する。詳しくは、眼鏡レンズ成形用材料の混練性を向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
眼鏡レンズの成形には、射出成形装置が広く利用されている。射出成形装置では、材料を溶融混練する可塑化装置と、この可塑化装置によって可塑化混練された材料を眼鏡レンズ用キャビティ内に射出して成形する成形装置とから構成されている。
可塑化装置は、シリンダおよびその内部に配置されたスクリュによって構成されている。スクリュについては、一本のスクリュですべての樹脂の成形を行うのが理想であるため、スクリュデザインもある一種の樹脂に対して優れた設計をするのでなく、幅広い適応性を持たせることに重点がおかれる。
【０００３】
一般に、スクリュは、図７に示すように、材料供給部（フィードゾーン）FZ、圧縮部（コンプレッションゾーン）CZおよび計量部（メタリングゾーン）MZの３つに分けられる。
材料供給部（フィードゾーン）FZでは、ホッパから投入された材料を前方へ移動させながら予熱し、次の圧縮部（コンプレッションゾーン）CZに送り込む。圧縮部（コンプレッションゾーン）CZでは、剪断作用と外部加熱によって樹脂を溶融し、樹脂圧を発生させて計量部（メタリングゾーン）MZへ送る。計量部（メタリングゾーン）MZでは、溶融樹脂を完全に混練して均一化を行う。
【０００４】
ところで、眼鏡レンズ用途として開発されている新規熱可塑性材料には、既知のポリマーの組み合わせによって新しい機能をもつポリマーを作り出すケースが多く見られる。例えば、ポリカーボネート系樹脂の改良では、高屈折率化、高アッベ数化、光学性能の改善等をはかるために複合材料（ポリエステル系、ポリチオエステル系、ポリチオウレタン系、ポリアミド系、シクロオレフィン系など）の使用が提案されている。
【０００５】
眼鏡用材料は、透明性が重視され近年安全に対する要望も高まり、透明性や耐衝撃性と更に優れた光学物性を併せ持つ材料の開発が盛んに行われている。一般的には、優れた耐衝撃性を有するポリカーボネート骨格を有する材料とポリエステル、ポリチオエステルなどとの共重合体が検討され、もしくは、ポリカーボネートとこれら樹脂とのポリマーブレンドにより、要求される仕様を満たす努力がなされている。
そのような検討を経て供給される熱可塑性樹脂は、可塑化、混練され、ポリマーブレンドされペレット形状にされ成形機で成形されるが、高い均一性を必要とする眼鏡用材料として使用する場合、更なる混練が必要とされる。
【０００６】
しかしながら、従来の光学用射出成形機に使用されるスクリュの形状では、十分な均一性が得られず、図８に示すように、眼鏡レンズ表面および内部に脈離不良が発生しやすい。これは、ポリマーブレンドによる樹脂の相溶性不足および成形機での可塑化時の混練不足が原因であると考えられている。従って、複合材料を使用するには、新たなる樹脂の混練性の改良という技術的課題を解決しなければならない。
【０００７】
一方、混練性を高めるものとして、スクリュの先端側にダルメージ部を備えたスクリュが提案されている（特許文献１，２，３参照）
これらに記載の成形機あるいは成形方法は、眼鏡レンズを対象とするものではないいが、スクリュの先端に複数段のダルメージ部を備えている。つまり、特許文献１に記載のスクリュは４段のダルメージ部を、特許文献２に記載のスクリュは３段のダルメージ部を、特許文献３に記載のスクリュは１ないし４段のダルメージ部をそれぞれ備えている。
【０００８】
【特許文献１】特開平５−２３７９１３号公報（図１参照）
【特許文献２】特開２００３−４８２３９号公報（図５参照）
【特許文献３】特開平９−２９８１２号公報（図１，７，８，９参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した各特許文献で開示された内容によれば、複数のダルメージ部を備えているため、極めて高い樹脂の混練効果が期待できる。従って、通常の熱可塑性樹脂であれば良好な品質の成形品が得られるが、あまりにも高い混練効果のために、眼鏡レンズ成形用の透明熱可塑性樹脂に適用した場合、樹脂焼けが発生するという問題がある。
眼鏡レンズにおいて、樹脂焼けが発生すると、得られる成形品、つまり、眼鏡レンズが黄色がかり、眼鏡レンズとしての使用に適さないという理由から、従来においては、ダルメージ部を備えたスクリュが、透明熱可塑性樹脂の混練用として用いられることはなかった。
【００１０】
本発明の目的は、このような従来の課題を解消し、ポリマーブレンドによる樹脂の相溶性不足による問題がなく、かつ、樹脂やけも防げる眼鏡レンズ成形用可塑化装置、これに用いる可塑化装置用スクリュ、眼鏡レンズ製造方法および眼鏡レンズ成形装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の眼鏡レンズ成形用可塑化装置は、ポリマーブレンドによる樹脂の相溶性不足による問題を解消すべく、計量部にはダルメージ部を形成するとともに、ダルメージ部を設けたことによる不具合、つまり、樹脂やけを防ぐべく、圧縮比を２．５以下に設定したことを特徴とする。
具体的には、シリンダと、このシリンダに回転可能に収納配置されたスクリュと、前記シリンダを加熱する加熱手段とを有し、眼鏡レンズを成形するために透明熱可塑性樹脂を溶融、混練する眼鏡レンズ成形用可塑化装置において、前記スクリュは、材料供給部、圧縮部および計量部に区画され、前記計量部における螺旋溝深さｈ１と前記材料供給部における螺旋溝深さｈ２との比である圧縮比が２．５以下に設定され、前記計量部にはダルメージ部が形成されていることを特徴とする。
【００１２】
ここで、計量部における螺旋溝深さｈ１と材料供給部における螺旋溝深さｈ２との比である圧縮比については、２．５以下であるが、好ましくは、１．５〜２．３、より好ましくは、１．９〜２．１がよい。
上述した構成において、シリンダ内に投入された透明熱可塑性樹脂は、材料供給部において、前方へ移動されながら予熱され、次の圧縮部に送り込まれる。圧縮部に送り込まれた樹脂は、剪断作用と外部加熱によって溶融され、計量部へ送られ、そこで、混練されて均一化される。
【００１３】
この発明によれば、計量部にはダルメージ部が形成されているから、樹脂の相溶性を向上させることができる。つまり、計量部に送られてきた樹脂のうち、シリンダ表層の樹脂とスクリュ表層部を流れる樹脂が、ダルメージ部の溝（フィン溝）に集められ、再溶融される結果、相溶性を向上させることができる。しかも、計量部における螺旋溝深さｈ１と材料供給部における螺旋溝深さｈ２との比である圧縮比圧縮比を２．５以下としたので、つまり、圧縮比を低く設定したので、剪断発熱を抑え樹脂やけも防ぐことができる。
【００１４】
一般に、計量部における螺旋溝深さｈ１と材料供給部における螺旋溝深さｈ２との比である圧縮比を大きくすると、混練性は高くなり、均一な溶融樹脂を得ることができる反面、樹脂がスクリュの先端へ送られるほど高い圧縮力を受け、樹脂同士の擦れ合いによって発熱が生じる（これを剪断発熱という）。逆に、圧縮比を小さくすると、剪断発熱は緩和されるが、混練性が低下する。
この発明では、圧縮比を２．５以下としたので、つまり、圧縮比を低く設定したので、圧縮部や計量部での剪断発熱、さらには、ダルメージ部による剪断発熱を抑え、樹脂やけを防ぐことができる。従って、ポリマーブレンドによる樹脂の相溶性不足による問題（脈離不良の問題）も生じることがなく、かつ、樹脂やけも防げる。
【００１５】
本発明の眼鏡レンズ成形用可塑化装置において、前記ダルメージ部は、前記計量部において、２段以下で構成されていることを特徴とする。
ダルメージ部の段数については、樹脂の混錬性を確保しつつ、樹脂やけが生じない範囲なら、特に段数を問わないが、透明熱可塑性樹脂の場合、２段以下であれば、上記両要求を満足させることができる。つまり、混練性を確保しつつ、剪断発熱の発生を緩和できる。
【００１６】
本発明の眼鏡レンズ成形用可塑化装置において、前記ダルメージ部は、スクリュ本体の外周に一定角度間隔で突出形成された複数のフィンを備えるとともに、これらのフィンの間に形成されるフィン溝数が９〜４に形成されていることを特徴とする。
この発明によれば、ダルメージ部は、スクリュ本体の外周に一定角度間隔で突出形成された複数のフィンを備えるとともに、これらのフィンの間に形成されるフィン溝数が９〜４の構成としたので、つまり、フィン溝数をこのような構成とすることによって、過剰な剪断発熱が緩和できるとともに、樹脂やけと脈離との双方を低減できる。
【００１７】
本発明の眼鏡レンズ成形用可塑化装置において、前記フィン溝は、前記スクリュ本体の軸線に対して交差する千鳥溝構造に形成されていることを特徴とする。
この発明によれば、フィン溝を、スクリュ本体の軸線に対して交差する千鳥溝構造としたので、シリンダ表層の樹脂とスクリュ表層部を流れる樹脂が、ダルメージ部のフィン溝に集められて混練・再溶融される際、フィン溝が千鳥溝構造になっているから、フィン溝がスクリュ本体の軸線と平行な溝構造に比べ、樹脂に加わる剪断力が低減されるから、剪断発熱の発生をより緩和でき、幅広い材料種に対しても樹脂やけの発生を抑えることができる。
【００１８】
本発明の可塑化装置用スクリュは、眼鏡レンズを成形するために透明熱可塑性樹脂を溶融、混練する眼鏡レンズ成形用可塑化装置に用いられ、供給部、圧縮部および計量部を有する可塑化装置用スクリュにおいて、前記計量部にはダルメージ部が形成されていることを特徴とする。
この発明によれば、この可塑化装置用スクリュを用いた可塑化装置と同様に、ポリマーブレンドによる樹脂の相溶性不足による問題（脈離不良の問題）も生じることがなく、かつ、樹脂やけも防げる。
【００１９】
本発明の眼鏡レンズ製造方法は、上述したいずれかの眼鏡レンズ成形用可塑化装置を用い、この眼鏡レンズ成形用可塑化装置によって溶融・混練された透明熱可塑性樹脂を成形装置の眼鏡レンズキャビティに射出し、冷却固化後、取り出して眼鏡レンズを製造することを特徴とする。
本発明の眼鏡レンズ成形装置は、上述したいずれかの眼鏡レンズ成形用可塑化装置と、この眼鏡レンズ成形用可塑化装置によって溶融・混練された透明熱可塑性樹脂を成形して眼鏡レンズを成形する成形装置とを備えたことを特徴とする。
この発明によれば、混練性（相溶性）が高くかつ剪断発熱も緩和された熱可塑性樹脂を成形装置で成形して眼鏡レンズを得るようにしたので、脈離や樹脂やけなどがない高品質な眼鏡レンズを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
＜図１＞
図１は、本実施形態にかかる眼鏡レンズ（メニスカス形状の眼鏡レンズ）の成形装置を示している。なお、ここで成形される眼鏡レンズの材料は、ポリカーカーボネートとポリエステルとをブレンドした透明熱可塑性樹脂である。
成形装置は、射出成形金型を有する型締・成形装置１と、眼鏡レンズ用透明熱可塑性材料を溶融・混練し、この溶融混練された溶融樹脂を型締・成形装置１に射出する可塑化・射出装置２とから構成されている。
【００２１】
型締・成形装置１は、固定ダイプレート１１と、この固定ダイプレート１１に複数本のタイバー１２を介して固定されかつ型締シリンダ１３を搭載したシリンダ固定プレート１４と、タイバー１２に沿ってスライド自在に設けられ型締シリンダ１３のピストンロッド１５に連結された可動ダイプレート１６とから構成されている。固定ダイプレート１１には固定型１７が、可動ダイプレート１６には可動型１８が、それぞれ対向して取り付けられている。固定型１７と可動型１８との間には、眼鏡レンズ用キャビティ（図示省略）が形成されている。
【００２２】
＜図２＞
図２は、可塑化・射出装置２を示している。可塑化・射出装置２は、ホッパ２１と、このホッパ２１から投入された原料樹脂を導入する射出シリンダ２２と、この射出シリンダ２２を加熱する加熱手段２３と、シリンダ２２内に回転可能に収納されたスクリュ２４と、このスクリュ２４を回転駆動させる油圧モータなどからなる回転駆動手段２５とから構成されている。
射出シリンダ２２の先端にはノズル２６が数本のボルトで取り付けられている。
加熱手段２３は、射出シリンダ２２の外周に巻かれた複数のバンドヒータによって構成されている。
【００２３】
＜図３＞
図３は、スクリュ２４を示している。スクリュ２４は、スクリュ本体３１と、このスクリュ本体３１の先端に螺合されたスクリュヘッド４１とから構成されている。
スクリュ本体３１は、基端側から先端に向かって、材料供給部FZ、圧縮部CZおよび計量部MZに区画されているとともに、外周面には、螺旋突状３２が軸方向に沿って螺旋状に形成されている。ここで、計量部MZにおける螺旋溝深さｈ１と材料供給部FZにおける螺旋溝深さｈ２との比である圧縮比が、２．５以下、具体的には１．５〜２．５に設定されている。
【００２４】
＜図４＞
図４は、スクリュ２４の一部を拡大して示している。スクリュ２４の計量部MZには、ダルメージ部３３が形成されている。より詳細には、計量部MZの先端側（スクリュヘッド４１側、ノズル２６側）には、ダルメージ部３３が形成されている。ダルメージ部３３は、透明熱可塑性樹脂に焼けが生じないように、形状、計量部MZにおける位置、計量部MZ長さに対するダルメージ部３３の長さが選択されている。
具体的には、ダルメージ部３３は、計量部MZの中間位置よりスクリュ２４先端側に１段で形成されているとともに、スクリュ本体３１の外周に一定角度間隔で突出形成された複数のフィン３４を備える。これらのフィン３４の間に形成されるフィン溝３５は、９〜４溝に形成されているとともに、スクリュ本体３１の軸線に対して交差（たとえば、スクリュ本体３１の軸線に対して１５度〜３０度の角度で交差）する千鳥溝構造に形成されている。
【００２５】
このような構成において、ホッパ２１から原料樹脂を投入すると、ホッパ２１から投入された原料樹脂は、材料供給部FZにおいて、前方へ移動されながら予熱され、次の圧縮部CZに送り込まれる。圧縮部CZに送り込まれた樹脂は、剪断作用と外部加熱によって溶融され、計量部MZへ送られ、そこで、混練されて均一化される。
とくに、計量部MZには、ダルメージ部３３が形成されているから、計量部MZの先端側まで送られた樹脂のうち、シリンダ２２表層の樹脂とスクリュ２４表層部を流れる樹脂とが、ダルメージ部３３のフィン溝３５内に集められ、再溶融されながら、フィン溝３５の角度に沿って送り出されるから、相溶性を向上させることができる。
計量部MZのダルメージ部３３を通過した樹脂は、計量部MZからノズル２６を通って、固定型１７と可動型１８との間に形成されるキャビティ内に射出充填され、冷却後、眼鏡用レンズとして取り出される。
【００２６】
従って、本実施形態によれば、スクリュ２４の計量部MZにはダルメージ部３３が形成されているから、樹脂の相溶性を向上させることができる。つまり、シリンダ２２表層の樹脂とスクリュ２４表層部を流れる樹脂が、ダルメージ部３３のフィン溝３５に集められ、再溶融される結果、相溶性が向上される。従って、ポリマーブレンドによる樹脂の相溶性不足による問題（脈離不良の問題）も生じることがなく、かつ、樹脂やけも防げる。
【００２７】
また、計量部MZにおける螺旋溝深さｈ１と材料供給部FZにおける螺旋溝深さｈ２との比である圧縮比を２．５以下としたので、つまり、圧縮比を低く設定したので、剪断発熱を抑え樹脂やけを防ぐことができる。従って、ポリマーブレンドによる樹脂の相溶性不足による問題（脈離不良の問題）も生じることがなく、かつ、樹脂やけも防ぐことができる。
【００２８】
また、ダルメージ部３３は、計量部MZにおいて、２段以下で構成されているから、混練性を確保しつつ、剪断発熱の発生を緩和できる。
【００２９】
また、ダルメージ部３３は、スクリュ本体３１の外周に一定角度間隔で突出形成された複数のフィン３４を備えるとともに、これらのフィン３４の間に形成されるフィン溝３５の数が９〜４に形成されているから、つまり、フィン溝３５の数をこのような構成とすることによって、過剰な剪断発熱が緩和できるとともに、樹脂やけと脈理との双方を低減できる。
【００３０】
また、フィン溝３５は、スクリュ本体３１の軸線に対して交差する千鳥溝構造に形成されているから、シリンダ２２表層の樹脂とスクリュ２４表層部を流れる樹脂が、ダルメージ部３３の溝に集められて混練・再溶融される際、フィン溝３５が千鳥溝構造になっているから、フィン溝３５がスクリュ本体３１の軸線と平行な溝構造に比べ、樹脂に加わる剪断力が低減されるから、剪断発熱の発生をより緩和でき、幅広い材料種別に対しても樹脂やけの発生を抑えることができる。
【００３１】
また、混練性（相溶性）が高くかつ剪断発熱も緩和された熱可塑性樹脂を成形装置で成形して眼鏡レンズを得るようにしたので、脈離や樹脂やけなどがない高品質な眼鏡レンズを製造することができる。
【００３２】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
前記実施形態では、スクリュ２４の計量部MZに１段のダルメージ部３３を形成した構成としたが、本発明では、２段以上のダルメージ部を形成した構成でもよい。
＜図５，図６＞
たとえば、図５に示すように、スクリュ２４の計量部MZに２段のダルメージ部３３Ａ，３３Ｂを設けた構成、あるいは、図６に示すように、スクリュ２４の計量部MZに３段のダルメージ部３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃを設けた構成でもよい。要するに、透明熱可塑性樹脂に焼けが生じないように、形状、計量部MZにおける位置、計量部MZの長さに対するダルメージ部３３の長さなどが選択されていれば、ダルメージ部３３の段数を問わない。
【００３３】
また、ダルメージ部を構成するフィン３４およびフィン溝３５は、スクリュ本体３１の軸線に対して交差する千鳥溝構造に限らず、スクリュ本体３１の軸線に対して平行な構造であってもよい。
また、上記実施形態では、ポリカーカーボネートとポリエステルとをブレンドしたブレンド透明熱可塑性樹脂を用いたが、ポリチオエステル系、ポリチオウレタン系、ポリアミド系、シクロオレフィン系など他の樹脂種のブレンド樹脂であってもよい。ただし、透明熱可塑性樹脂であることが要件である。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、眼鏡レンズを製造する成形装置一般、とくに、射出成形装置や射出圧縮成形装置などに好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態にかかる眼鏡レンズ射出成形装置を示す図。
【図２】同上実施形態で用いられる可塑化装置を示す斜視図。
【図３】同上実施形態のスクリュを示す正面図。
【図４】同上実施形態のスクリュの一部を示す斜視図。
【図５】スクリュの変形例（２段のダルメージ部を有する）を示す斜視図。
【図６】スクリュの変形例（３段のダルメージ部を有する）を示す視図。
【図７】一般的なスクリュの構成を示す正面図。
【図８】従来装置による問題点を示す図。
【符号の説明】
【００３６】
１…型締・成形装置（成形装置）
２…可塑化・射出装置（可塑化装置）
１３…シリンダ
２３…加熱手段
２４…スクリュ
３３，３３Ａ、３３Ｂ，３３Ｃ…ダルメージ部
３４…フィン
３５…フィン溝
FZ…材料供給部
CZ…圧縮部
MZ…計量部
【図１】
2005231300.tif 000003
【図２】
2005231300.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2005231300.tif 000007
【図６】
2005231300.tif 000008
【図７】
2005231300.tif 000009
【図８】
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