(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
注型加熱重合法によるプラスチックレンズの製造において、温度調整可能な加熱炉と、該加熱炉内部にほぼ水平に軸支されたモータを駆動源とする回転軸と、該回転軸に固定されレンズ用原料を充填した成形型を着脱可能に構成した枠体とを備え、複数の成形型が前記枠体に所定の間隔をあけて並置され集合被回転体を形成し、前記回転軸の回転数が０．５〜４０ｒｐｍの範囲に制御され、前記充填されたレンズ用原料が受ける重力の方向を逐次変化させるように成したプラスチックレンズの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、眼鏡用レンズ、サングラスレンズ、カメラ用レンズ等の光学用に適した光学的に均質なプラスチックレンズの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成形過程で、レンズ用原料を封入した成形型を、静止状態で加熱重合する事で、プラスチックレンズが得られる。
【０００３】
ここでいう成形型とは、ガラスモールド及びガスケットあるいはテープからなるものであり、それらで囲まれた内部空間にレンズ用原料を注入することでプラスチックレンズを得ることができる。
【０００４】
また注型重合によりプラスチックレンズを製造する際に、重合温度と重合時間は重要であり、例えば特開平５−２１２７３２号公報には、初期温度は５〜５０℃が好ましく５〜５０時間をかけ１００〜１４０℃に昇温するとよく、初期温度が５℃より低いと重合時間が長くなり、初期温度が５０℃より高いと得られたレンズは光学的に不均質になりやすいことが記述されている。
【０００５】
しかしながら、従来の注型重合によるプラスチックレンズ製造法では、脈理と称する光学歪みを完全に無くすことは難しく、歩留まりの向上を妨げており、製造コストの低減を難しくしている。
【０００６】
重合過程において、光学歪みが発生する原因は明らかではないが、外部からの熱等によって重合が行われていく際に、成形型内部のモノマーは徐々に反応が起こり、これら反応前後のモノマーに比重差を生じることによって、モノマーの移動が起こるが、その移動の形跡が脈理原因の一つの要因と考えられる。
【０００７】
【本発明が解決しようとする課題】
解決しようとする課題は、プラスチックレンズ製造において光学歪みの無いあるいは極めて少ないプラスチックレンズを製造できる装置を提供することである。
【０００８】
（課題を解決するための手段）
本発明は、プラスチックレンズの製造に於いて、成形型に充填したレンズ用原料の任意の微小部分にかかる重力の方向が、変化するようになした成型方法を実施しうる構造とした装置に関する。
【０００９】
上記の成形方法について、レンズ用原料を封入した成形型をほぼ水平方向の回転軸に沿って回転移動させながら加熱重合すると効果的である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明を実施する一つの実施態様としては、注型重合法によるプラスチックレンズの製造において、モノマーの注入された成形型を、ほぼ水平の回転軸をもつ回転装置付き加熱炉に投入し、成形型又は集合被回転体を移動せずに、加熱回転重合させる製造装置である。
【００１１】
ここで云う集合被回転体とは、回転させるための装置に装着する枠体に成形型を２個或いはそれ以上装着した集合体を云う。
【００１２】
また、回転させるための装置に成形型を装着する時の間隔には特に設定はないが、重合過程で隣り合う成形型からの発熱によって、成形型内部の重合温度が設定温度よりかなり高くなる場合がある。この場合、成形型どうしの間隔を約１cm以上空けることで個々の成形型の重合温度が、隣り合う成形型からの発熱に影響されずに重合ができ、重合温度条件の管理が容易にできる。
【００１３】
回転は加熱炉内あるいは加熱炉外に設置した動力源より供給されるが、加熱炉内のものでは動力源が加熱されるので、通常、加熱炉外に設置した動力源例えば電動機（モータ）により供給されるのが好ましい。動力源からの回転はギアあるいはクランク等の伝導・変速手段により、好ましくは加熱炉壁面に設置した軸受を通して加熱炉内部に伝導される。加熱炉内部にはモノマーの注入された成形型又は集合被回転体を装着して回転させるための機構が設置される。
【００１４】
加熱炉内部に設置される回転機構は、例えば、個々の成形型を単独で転倒しないように固定装着しうる転倒防止回転手段を備えることが良く、一例では、転倒防止支持具を配した回転ロールからなるものが良い。産業上の観点から個々の成形型は重合の前後において装着・脱着が容易であることが望ましく、成形型転倒防止支持具の一部が取り外し出来るもの、又は、成形型転倒防止支持具の一部がバネ機構により固定されるものが好ましい。
【００１５】
より好ましい実施態様としての回転機構は、加熱炉外部から加熱炉内部に通じる回転軸の加熱炉内部末端にチャック機構あるいはクラッチ機構を配し、これにモノマーの注入された成形型を予め２個あるいはそれ以上装着した集合被回転体を接続することにより実施されうる。この場合、モノマーの注入された成形型は予め加熱炉外の場所において２個あるいはそれ以上装着された集合被回転体となされ、この集合被回転体を加熱炉の回転伝達機構に接続すればよい。
【００１６】
また別の実施態様として、注型重合法によるプラスチックレンズの製造において、モノマーの注入された成形型を、トンネル状の加熱部分を有するほぼ水平の回転軸をもつ回転装置付き加熱炉に投入し、成形型又は集合被回転体が、加熱炉内の空間部を加熱回転重合しながら通過できる製造装置としてもよい。
【００１７】
トンネル炉内には、成形型又は集合被回転体を加熱空間内に移動させるための移動用駆動装置と、成形型又は集合被回転体を回転させるための回転用駆動装置を有する。駆動装置は、好ましくはトンネル炉外に設置した動力源により駆動される。
【００１８】
トンネル炉内の移動用駆動装置は、ギア、チェーン、ベルトあるいは直動モータなどにより構成され、成形型あるいは集合被回転体はこれらの駆動装置上に比較的容易に着脱しうるものとする。好ましくは、トンネル炉内両側部に移動用駆動装置を有し、これに入口部において成形型あるいは集合被回転体の回転軸を合わせて装着することにより成形型あるいは集合被回転体はトンネル炉内へと移動される。
【００１９】
回転用駆動装置はトンネル炉内に移動された成形型あるいは集合被回転体に回転を与えることができる機構であれば良く、ギアの組み合わせによるもの等が一般的には用いられる。
【００２０】
移動用駆動装置と回転用駆動装置は同一あるいは異なっていても良いが、回転速度と移動速度は、それぞれ独立に制御しうることが必要である。トンネル炉内は単一あるいは２以上のゾーンから構成され、重合を完結させるのに必要な温度および時間条件を確保できるように設定される。
【００２１】
注型重合とは、単官能性あるいは多官能性のモノマーの単独あるいは混合物を成形型に注入し、熱や光で硬化することによって、成形型の形状に成形することである。
【００２２】
本発明において、注型重合過程に与える特定方向の回転とは、以下に述べるとおりである。
【００２３】
調製されたモノマーを成形型に注入し、モノマーが漏れないようにした後、垂直方向に回転させる。垂直方向の回転とは、モノマーの注入された成形型を、ほぼ水平方向の回転軸に添って回転させることを云う。
【００２４】
本発明による回転は、その作用原理から明らかであるが、モノマーの重合過程において流動性を示す段階で特に重要であり実質的に固化が生じた後は必ずしも必要ではないが続けても何ら差し支えがない。回転数は、０．１〜６０ｒｐｍ好ましくは０．５〜４０ｒｐｍであり、回転を与える必要のある重合温度は、−１０℃以上８０℃以下好ましくは１０℃以上５０℃以下であり、これらの範囲を超えると光学歪みの改善は十分ではないか或いは全く達成されない。
【００２５】
（モノマー液の調整方法）
三井東圧化学製ＭＲ−６Ａ液１５ｋｇを４０リットルタンク（アドバンテック製ＤＶ−４０−ＪＡ型）に装入して、減圧下に撹拌脱泡を行う。次いで、ＭＲ−６Ｂ液１９．５ｋｇを装入して冷却（１０℃）撹拌しながら脱泡を続ける。更に触媒としてジブチル錫ジクロライドを添加して冷却、撹拌、脱泡を３時間続け、モノマー液ＭＲ−６を調製した。
【００２６】
（脈理の検査方法）
１００Ｗ超高圧水銀灯照射装置（ウシオ電機製ＵＩ−１００型）より発せられる平行光線にレンズをかざし、白色スクリーンに投影されたレンズの像を検査した。脈理のあるものは投影像に陰影が現れるので、不良と判断する。
【００２７】
上記のように成形型を回転重合させることにより、成形型内部のモノマーの任意の微小部分にかかる重力の方向が逐次変化することで、注入されたモノマーの移動をほぼ防止することが出来る。
【００２８】
光学歪みの無いプラスチックレンズを製造するためには、温度、回転速度等も必要条件となってくるため、適切な重合温度、回転速度等の条件下で重合を行うことによって、光学歪みの無いプラスチックレンズを得ることが出来る。
【００２９】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明するが、本発明はこれにより制限されるものではない。
【００３０】
（実施例１）
図１（ａ）は本発明の全体を示す斜視図であり、図１（ｂ）は一部拡大図である。加熱炉６の外部に設置した電動機１の回転運動は加熱炉外壁に設置した軸受５に軸支された加熱炉内の歯車４ａに伝達される。一方、上記ＭＲ−６液の注入された成形型２は、次のように固定される。先ず、軸受１１に軸支される軸２０には歯車４ａに噛み合う歯車４ｂが固定され、軸２０の端部にフランジ１３を設ける。フランジ１３の周面に溝２１を３分割位置に設け、溝２１にねじ止めされるロッド１０を固定する。ロッド１０の両端にはねじ部があって両端にフランジ１３と軸２０を固定することができる。従って、フランジ１３とロッド１０は一種のかご状に組み立てられた枠体である。２本のロッド１０をフランジ溝２１に固定し、成形型２をロッド１０の上に約１ｃｍの間隔を置いて並置する。そして残りのロッド１本をフランジに固定して転倒防止手段とし集合被回転体３を構成する。更に集合被回転体３は軸受１１にのせて歯車４ａ、４ｂを噛み合わせる。又、軸受１１は集合被回転体３をほぼ水平位置に保持されるように設けている。重合は２段階で行う。先ず、条件１として、回転数１ｒｐｍ、温度４０℃で１０時間重合を行う。次に条件２として、回転を止め１２０℃で３時間重合を行う。
【００３１】
（実施例２）
図２（ａ）は本実施例の全体を示す斜視図であり、図２（ｂ）はその一部拡大図である。図２において、加熱炉８はトンネル状構造を有し、内部は２つの温度ゾーンに分かれておりそれぞれ任意の温度を設定できる。加熱炉には移動用駆動手段７および回転用駆動手段１２が設けられている。前記ＭＲ−６液の注入された成形型２を集合被回転体３として構成し、加熱炉８の入口で移動用駆動手段７のフック部２２に置く。軸２０には歯車２３が固定されており、回転用駆動手段７に噛み合っている。本例では回転用駆動手段にローラチエンを用いた。又、回転用駆動手段１２には耐熱タイミングベルトにフック部２２を固定して用いた。移動用駆動手段７と回転用駆動手段１２の相対速度を調整すれば集合被回転体の回転数を調整することができる。集合被回転体３は回転しながら加熱炉内に搬送され重合が行われる。重合条件としては、加熱炉内第１ゾーンでは回転数１ｒｐｍ、温度４０℃であり、１０時間かけて第１ゾーンを通過し、次に第２ゾーンでは回転数１ｒｐｍ、温度１２０℃で３時間かかって通過し、加熱炉の出口へ搬送され重合は終わる。
【００３２】
（比較例１）
図３において、前記ＭＲ−６液の注入された成形型２を回転手段のない加熱炉９に投入し、重合条件１として、温度４０℃で１０時間重合を行う。次に重合条件２として、１２０℃で３時間重合を行う。
【００３３】
【表１】
0003824351.tif 000002
【００３４】
【発明の効果】
本発明の装置を用いてレンズを製造すると、従来のプラスチックレンズの製造装置により作られたレンズの持つ脈理問題の解決されたレンズが得られる。適用されるレンズ用原料は、モノマーに限らず予備重合を行った段階の樹脂類や、熱可塑性の樹脂などにも用いて光学的に均一なレンズを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、成形型を加熱炉内で加熱回転重合させるための製造装置の一例を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。
【図２】（ａ）は、成形型を加熱炉内の空間部を通過しながら加熱回転重合させるための製造装置の一例を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。
【図３】成形型を重合させるための回転手段を有しない製造装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  電動機
２  成形型
３  集合被回転体
４、４ａ、４ｂ  歯車
５  軸受
６  加熱炉
７  移動用駆動手段
８  加熱炉
９  加熱炉
１０  ロッド
１１  軸受
１２  回転用駆動手段
１３  フランジ
【図１】
0003824351.tif 000003
【図２】
0003824351.tif 000004
【図３】
0003824351.tif 000005