JP2013208800A - 光学レンズ成形用型、及びプラスチックレンズの製造方法。 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズのような曲率形状のものを成形する場合であっても、温度ムラが生じることなく、冷却効率を向上させて、冷却に要する時間を短くして生産効率を高めることができるプラスチックレンズ成形用金型、及びそのような光学レンズ成形用型を用いたプラスチックレンズの製造方法を提供する。
【解決手段】
流路形成部材１１ｃ，１２ｃに、レンズ成形面の曲率形状に合せて、その溝底部とレンズ成形面との距離が一定となるように、温調用の水を循環させるための流路を形成する溝を形成し、接合された流路形成部材１１ｃ，１２ｃと基台１１ｄ、１２ｄとの間に当該流路が形成されるようにする。
【選択図】 図５

Description

本発明は、温調用の水を循環させるための流路が内部に形成された光学レンズ成形用型、及びかかる光学レンズ成形型を用いたプラスチックレンズの製造方法に関する。

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。

このような射出成形法にあっては、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を短縮して、生産性を向上させるには、溶融樹脂を射出、充填する際の成形型の温度をできるだけ低く設定するのが有効である。
しかしながら、成形型の設定温度を低くすることで、冷却時間の短縮が見込めるが、その反面、ジェッティングやフローマークなどの外観不良が発生し易くなってしまう。このような外観不良は、成形型の設定温度を高くすることによって改善されことが多いことから、これらの外観不良が発生しない範囲で、できるだけ低い温度となるように成形型の温度を管理する必要があり、冷却時間を短縮するには限界があった。

このため、成形型の設定温度を低くする代わりに、冷却工程を充填工程がなされる位置とは別の位置で行う方法や、熱交換効率を高めて冷却時間を短縮する方法などが提案されている（特許文献１〜３参照）。

特開平９−３９０２３号公報 実開平５−２６３２７号公報 特開平６−８２５０号公報

しかしながら、これらの方法にも次のような問題があった。

例えば、特許文献１には、溶融樹脂が充填された金型１３ａを射出ユニット１６の下方位置から移動させて冷却させている間に、射出ユニット１６の下方位置に移動してきた別の成形型１３ｂに溶融樹脂を充填するようにして、射出ユニット１６を遊ばせることなく、射出成形品を効率よく製造するスライド成形装置が開示されている。
しかしながら、特許文献１では、二つの金型１３ａ，１３ｂを用いて冷却工程と充填工程とを同時に行うことで、射出成型品を効率よく製造するようにしているが、スライド機構を設けるために装置の構造が複雑になるなどの問題がある。

また、特許文献２では、キャビティ（成形用凹部）を形成する型部材（第１の金属部材、及び第２の金属部材）を、ベリリウム銅合金（熱伝導率：８３．７Ｗ／ｍ・Ｋ）のような熱伝導率の大きな材質で構成することで、一般的な鋼材であるＳＤＫ６１（熱伝導率：２６．１Ｗ／ｍ・Ｋ）の３倍以上の熱伝導率となり、樹脂から金型への熱移動を効率的に行うことができ、冷却時間の短縮が可能となる。
しかしながら、ベリリウム銅合金の線膨張係数は１７．８×１０^−６であり、一般的な鋼材であるＳＫＤ６１（線膨張係数：１３．３×１０^−６）の線膨張係数に比べて大きく、これらの鋼材と組み合わせて温度を上下させる場合には、膨張の違いにより動作不良や破損といった問題が生じてしまう。

また、特許文献３では、金型内に配した冷却水の溝形状を多重渦巻溝に改良することにより、金型の熱交換効率を改善して温度分布を均一に保つようにしている。
しかしながら、特許文献３は、光ディスク成形金型に関するものであり、平板状の光ディスクを成形対象としており、レンズのような曲率形状のものを成形することを全く想定しておらず、多重渦巻溝の深さは場所によって一定の深さとなっている。このため、特許文献３の光ディスク成形金型を、そのまま曲率のあるレンズ用金型に適用した場合には、冷却水が循環する溝と成形品表面との距離に差が出てしまうため、温度ムラなどの問題が生じてしまう。

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、レンズのような曲率形状のものを成形する場合であっても、温度ムラが生じることなく、冷却効率を向上させて、冷却に要する時間を短くして生産効率を高めることができるプラスチックレンズ成形用金型、及びそのような光学レンズ成形用型を用いたプラスチックレンズの製造方法の提供を目的とする。

本発明に係る光学レンズ成形用型は、温調用の水を循環させるための流路が内部に形成された光学レンズ成形用型であって、レンズ成形面側に位置する流路形成部材と、前記流路形成部材と接合されて前記流路形成部材との間に前記流路を形成する基台とからなる型本体を備え、前記流路形成部材には、前記流路を形成する溝が、前記レンズ成形面の曲率形状に合せて溝底部と前記レンズ成形面との距離が一定となるように、前記基台との接合面に刻設されている構成としてある。

また、本発明に係るプラスチックレンズの製造方法は、上記のような光学レンズ成形用型を用いて、プラスチックレンズを製造する方法としてある。

本発明によれば、レンズのような曲率形状のものを成形する場合であっても、成形面に温度ムラが生じることなく、冷却効率を向上させて、冷却に要する時間を短くして生産効率を高めることができる。

射出成形装置の一例を示す説明図である。 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２のＡ−Ａ断面図である。 図２のＢ−Ｂ断面図である。 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。 温調用の水を循環させる流路の配置の一例を示す説明図である。 温調用の水を循環させる流路の配置の他の一例を示す説明図である。 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。

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。

［射出成形装置］
図１は、本実施形態に係る光学レンズ成形用型を用いてプラスチックレンズを成形する射出成形装置の一例を示す説明図である。

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。

［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。

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。

［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。

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。

［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。

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。

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、光学レンズ成形用型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、光学レンズ成形用型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。

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、ガラス基材１１ａ，１２ａに形成されている。

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、ガラス基材１１ａに形成されており、当該ガラス基材１１ａを型本体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、ガラス基材１２ａに形成され、当該ガラス基材１２ａを型本体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)。

ガラス基材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、その断熱効果により、金型温度を低く設定して冷却時間の短縮を図る上で好ましい。

また、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も適している。
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ガラス基材１１ａ，１２ａを型本体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。

ガラス基材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い。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。

ガラス基材１１ａ，１２ａを型本体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、型本体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、ガラス基材１１ａ，１２ａと型本体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。

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。

また、型本体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、ガラス基材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。

本実施形態において、インサート金型１１，１２には、図示しない金型温度調節装置から供給される温調用の水を循環させるための流路Ｃが配設されている。
すなわち、型本体１１ｂ、１２ｂは、基台１１ｄ、１２ｄと流路形成部材１１ｃ、１２ｃとを軸方向に垂直な接合面で接合してなり、レンズ成形面側に位置する流路形成部材１１ｃ、１２ｃには、基台１１ｄ、１２ｄとの接合面に流路形成用の溝が刻設されている。これにより、流路形成部材１１ｃ、１２ｃと基台１１ｄ、１２ｄとの間に、流路Ｃが形成されるようになっている。
基台１１ｄ、１２ｄには、流路形成部材１１ｃ、１２ｃとの接合面に、流路形成用の溝を囲むように環状溝ＣＧが形成されており、この環状溝にＯリングＯＲを嵌め込んで、流路形成部材１１ｃ、１２ｃと基台１１ｄ、１２ｄとが液密に接合されるようになっている。ＯリングＯＲとしては、耐熱性の高いフッ素ゴム（例えば、ＪＩＳ Ｂ ２４０１ ４種Ｄ）が好ましい。

本実施形態において、インサート金型１１，１２に設けられる流路Ｃは、例えば、図６に示すように、入口ＩＮから流入してきた温調用の水が、中心部を通ってから外周部を周り、また中心部へ戻ってきて出口ＯＵＴから流出する配置としたり、図７に示すように、入口ＩＮから流入してきた温調用の水が、中心部から渦巻き状に外周へ広がりながら進み、出口ＯＵＴから流出する配置としたりすることができる。成形面の全体を均等に冷却できれば、流路Ｃの配置は、これらに限定されない。

プラスチックレンズの射出成形の品質と生産性に大きな影響を与えるパラメータとして、金型温度がある。この金型温度をコントロールし、一定の温度に保つために、金型温度調節装置から供給される温調用の水をインサート金型１１，１２内に循環させることができる。金型温度調節装置内のヒーターによって一定温度に温められた水はポンプで送られて、インサート金型１１，１２内に設けた流路Ｃを一周してから温調機へ戻り、一定温度に調整されてから再び流路に送られる。インサート金型１１，１２内を循環する温調用の水は、その熱が流路Ｃの壁から伝わってインサート金型１１，１２の温度を上げる役割を果たす。その一方で、射出成形時にキャビティ内に射出、充填された溶融樹脂の熱が、インサート金型１１，１２を経て流路Ｃの壁から温調用の水へ伝わっていき、樹脂を冷却する役割も同時に果している。

そして、前述したように配置された流路Ｃにおいて、入口ＩＮから流入してきた温調用の水は、流路Ｃを一周した後に出口ＯＵＴから流出されるが、この一連の流れを断続的に行い、流路Ｃ内を流れる温調用の水とインサート金型１１，１２との間で熱交換がなされるようにしている。
このときの熱交換が効率よくなされるためには、流路Ｃの表面積を増やせばよいが、流路形成部材１１ｃ、１２ｃに刻設された流路形成用の溝からなる流路Ｃの深さが一定であると、流路Ｃの底部と成形面との間の距離Ｌが場所によって異なってしまう。そうすると、レンズのような曲率形状のものを成形する場合には、場所によって熱の移動量に差ができ、成形面に温度ムラが生じてしまうため、この温度の違いがレンズ品質に影響を及ぼしてしまう。

そこで、本実施形態にあっては、流路形成部材１１ｃ、１２ｃに流路形成用の溝を刻設するにあたり、その溝底部と成形面との距離Ｌが一定となるように、成形面の曲率形状に合せて、溝深さを適宜調整する。これによって、成形面をより均等に冷却することができる。
したがって、本実施形態によれば、レンズのような曲率形状のものを成形する場合であっても、成形面に温度ムラが生じることなく、冷却効率を向上させて、冷却に要する時間を短くして生産効率を高めることができる。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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８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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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５１内に封じ込められた溶融樹脂は圧縮加圧される。

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、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Ｔｇ点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用の水の温度制御を行う。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。

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。

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。

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。

[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と、固定型２側のインサート金型１２の両方に、温調用の水を循環させるための流路Ｃを図６に示す配置で形成した。
その際、流路形成部材１１ｃ，１２ｃには、レンズ成形面の曲率形状に合せて、流路Ｃを形成する溝を、その溝底部とレンズ成形面との距離が７ｍｍとなるように刻設した。
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、キャビティ内への樹脂の充填が開始されてから、冷却固化されたレンズが取り出されるまでの時間を基準値とした場合と、基準値よりも６０秒早くした場合とで、レンズ中心部の肉厚が１０ｍｍ、レンズ周縁部の肉厚が１２ｍｍ、直径が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と周縁部において度数を測定し、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。

［実施例２］
図１に示す射出成形装置において、流路の配置を図７に示すようにした以外は、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と周縁部において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。

［比較例］
図１に示す射出成形装置において、インサート金型の内部には流路を配置せず、可動型側のインサート金型と、固定型側のインサート金型の両方の裏面側に円環状の流路を配置した以外は、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と周縁部において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。

これらの結果に示すように、冷却時間が基準値の場合には、実施例１，２及び比較例のいずれにおいても良好な転写性が得られている。基準値よりも６０秒早くした場合に、比較例では、周縁部の転写性が悪化しているが、実施例１，２では、中心部と周縁部のいずれも良好な転写性が得られている。このことから、本実施形態によれば、レンズのような曲率形状のものを成形する場合であっても、成形面に温度ムラが生じることなく、冷却効率を向上させて、冷却に要する時間を短くして生産効率を高められることが確認できた。

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。

例えば、前述した実施形態では、ガラス基材１１ａ，１２ａに成形しようとするプラスチックレンズの光学面に対応する成形面を形成し、これを型本体１１ｂ，１２ｂに接合してインサート金型１１，１２を形成した例を示したが、本発明は、これに限定されない。必要に応じてガラス基材１１ａ，１２ａを省略し、型本体１１ｂ，１２ｂに直接成形面を形成するようにしてもよい。

また、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。

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、本発明に係る光学レンズ成形用型を適用するようにしてもよい。

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、金型の内部に温調用の水を循環させて冷却効率を高めることにより、冷却時間を短縮し、成形サイクルタイムを短縮する技術として利用できる。

１１，１２ インサート金型（光学レンズ成形用型）
１１ａ，１２ａ ガラス基材
１１ｂ，１２ｂ 型本体
１１ｃ，１２ｃ 流路形成部材
１１ｄ，１２ｄ 基台
Ｃ 流路

Claims (3)

1. 温調用の水を循環させるための流路が内部に形成された光学レンズ成形用型であって、
   レンズ成形面側に位置する流路形成部材と、前記流路形成部材と接合されて前記流路形成部材との間に前記流路を形成する基台とからなる型本体を備え、
   前記流路形成部材には、前記流路を形成する溝が、前記レンズ成形面の曲率形状に合せて、溝底部と前記レンズ成形面との距離が一定となるように、前記基台との接合面に刻設されていることを特徴とする光学レンズ成形用型。
2. 前記レンズ成形面が形成されたガラス基材を前記型本体に接合した請求項１に記載の光学レンズ成形用型。
3. 請求項１〜２のいずれか一項に記載の光学レンズ成形用型を用いて、プラスチックレンズを製造することを特徴とするプラスチックレンズの製造方法。

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