JP2002539985A - 薄い熱可塑性プラスチックレンズを製造するための鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 薄い熱可塑性プラスチックレンズ、特に、最薄点で１ｍｍ以下の厚みを有する眼用のマイナスレンズを製造するための新規鋳造方法を開示する。上記鋳造方法では、表面の研磨及び磨き加工が不要であり、公称表面下に負の清澄きずの無いレンズを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

発明の背景 発明の分野

【０００１】 本発明は、薄い熱可塑性プラスチックレンズを製造するための新規鋳造方法に
関し、特に、１ｍｍ以下の厚みを有する眼用のマイナスレンズを製造するために
用いることができるものである。

【０００２】 参考文献 本出願において、以下の特許を上付き番号を用いて参照する。

【０００３】 １． ジョンソンら、「圧縮ユニット」、米国特許第2,443,826号、1948年6月
22日発行

【０００４】 ２． ウェーバー、「レンズを射出成型するための装置」、米国特許第4,008,
031号、1977年2月15日発行

【０００５】 ３． ウェーバー、「レンズを射出成型する方法」、米国特許第4,091,057号
、1978年5月23日発行

【０００６】 ４． ラリバート、「眼用のレンズを鋳造する方法」、米国特許第4,364,878
号、1982年12月21日発行

【０００７】 上記特許はここでは参考文献として示すが、各特許の内容全部を引用すること
と同等であると見なす。 技術の説明

【０００８】 レンズは、顕微鏡や眼鏡などの光学機器等において、様々な目的に使われてい
る。過去数年来、熱可塑性プラスチックレンズがガラスに勝るいくつかの利点を
有するため、伝統的なガラスレンズに対抗するものとして、視覚補正及び処方さ
れた（Ｒｘ）眼鏡レンズにおける利用など、眼用のレンズを作るための熱可塑性
素材の利用が劇的に増えている。例えば、プラスチックはガラスより軽く、特に
、普通のレンズ厚が通常２．０〜２．２ｍｍであるので、プラスチックレンズの
眼鏡はかけ心地が良い。熱可塑性プラスチックの需要が増えている他の要件とし
ては、これらのレンズは傷や摩滅に強く作ることが可能あること、広域に亘るフ
ァッショナブルな色にできること、また、製造技術が向上したために、効率よく
、自動的に製造することが可能となったことなどがあげられる。

【０００９】 熱可塑性プラスチックレンズの内、例えばアリル樹脂をそれぞれ鋳造し、熱硬
化過酸化物加流処理を行って作られるレンズと比較して、ポリカーボネート熱可
塑性プラスチックの使用は非常に魅力的になってきている。ポリカーボネート熱
可塑性プラスチックレンズが好まれる要因には、鋳造熱硬化プラスチックよりも
濃度が低く、より屈折率が高いということが含まれる。従って、１．５〜２．０
ｍｍ厚の薄いレンズを作ることができる。加えて、熱硬化過酸化物加流処理した
アリル樹脂のレンズと同じ呼称厚さのポリカーボネートレンズは、濃度が低いた
めにより軽く、よりかけ心地が良い。更に、ポリカーボネート熱可塑性プラスチ
ックレンズは、他の光学向け高分子材料よりも、遙かに衝撃に強く、壊れにくい
。

【００１０】 従来は、熱可塑性プラスチックの射出成型レンズは射出成型により製造される
が、圧縮する場合と、しない場合とがある。圧縮無しの射出成型は、典型的には
、鋳造サイクルを通して固定された表面を有するキャビティを用いる。こういっ
た成型処理は、非常に長い鋳造サイクルと、樹脂の平均的なプラスチケーション
及び溶解温度よりも高い型表面温度と、ゆっくりに制御された充填率、及びゲー
トフリーズオフが完了するまでの非常に高い詰込み圧力を費やす。

【００１１】 上記のようなタイプの固定穴処理は、最大詰込み圧力を可能にし、ゲートフリ
ーズオフが起こる前に材料を供給する為に、通常のゲーティング及びランナーシ
ステムより高いものを用いる。なお、ゲートフリーズオフとは、ランナーシステ
ム、つまりプラスチケーションユニットとキャビティとの間で、溶解したポリマ
ーを移動させることができなくなる時間である。度付きレンズの前面と後面とは
異なる曲率半径を有することから処方箋レンズの断面厚は異なっていなければな
らないため、固定穴射出機器におけるゲートフリーズオフは、キャビティにおけ
るパーツ形成中及び冷却中に収縮が一定で無くなり、低光学性及び／又は歪みを
起こすと言った問題を生じさせる。加えて、レンズの最も厚い部分では、わずか
な沈みきず又は沈下が発生しやすいため、レンズ表面の一定曲率半径が壊れるこ
とになる。これは、レンズが沈んだ部分の部分収差、すなわち光の曲がり方特性
の偏差となる。

【００１２】 従って、射出されたポリマーの固まりが固定レンズキャビティの表面、輪郭及
び寸法に完璧に一致しているかが注意深く観察されているのであるが、ゲートフ
リーズオフにより追加詰込み圧力及び材料移動がかなわなくなると、ポリマー溶
解物内で部分的収縮が始まり、固まり始めたポリマーの表面が型表面から離れ始
める。鋳造されたレンズの輪郭及び表面を、精密な光学鋳型表面と処理輪郭を厳
密に写すように密着させることができない為に、早期剥離は光学的品質に悪影響
を与える。また、固定キャビティ鋳造処理は、レンズ中心の薄さを制限する。約
２ｍｍ未満では、溶解したプラスチックは、成型するレンズの中心領域へ延びる
空隙及び／又は皺(knit line)を残し、厚みのあるエッジ付近へ流れる傾向があ
る。

【００１３】 固定キャビティ鋳造処理におけるこれらの問題に対処するために、圧縮成型技
術が用いられている。射出／圧縮成型技術は、２つのタイプに分けられる。（ｉ
）クランプエンド射出／圧縮と、（ｉｉ）補助構成による射出／圧縮である。ク
ランプエンド射出／圧縮方法では、金型取付板及び半鋳型を所定に位置に動かす
ことにより形成された型空間に溶解ポリマーを射出する。射出後又は射出中に、
溶解ポリマーの固まりは所定時間の間、冷却することができ、射出成型装置は、
可動プラテンの動きを止め始める。このクランプアップ動作は、溶解ポリマーの
凝固中に起こる収縮を補償する。この型締めにより生じる圧力の下、キャビティ
の中身は冷え固まり続け、最終的には射出されたポリマーのガラス転移温度、す
なわち凝固点よりも充分に低い温度となる。そして、形成された物を、光学的に
歪めてしまう危険を犯さずに、安全に排出することができる。しかしながら、高
型締め圧力であるために、鋳型の中心部以外の領域のポリマーが溶解している間
に凝固した中心部分が壊れてしまうので、中心が薄いレンズをこの処理に用いる
ことはできない。

【００１４】 しかし、この方法は厳しい制限を有する。まず、限られたタイミング期間中に
、射出圧力及び詰込みレートを慎重に制御することが重要なことである。例えば
、溶解したポリマーが、望みのランナーとキャビティの構成外に漏れるのを防ぐ
ために、射出された溶解物が表面膜を形成し、部分的に硬化するようにしなけれ
ばならない。これにより、成型されたパーツに対して、コスト及び手間のかかる
トリミング処理を施す必要が生じる。第２に、溶解物が必要以上に硬化すると、
最大型締め圧力での圧縮が分離線におけるメーティングプラットの切断又は変形
を引き起こしてしまい、鋳型組を痛めてしまう。第３に、圧縮が遅れすぎると、
最終クランプアップにより圧縮がかけられた時にはポリマーの硬化が進みすぎ、
ポリマーが別の方向に向けられ、プラスチックが常温成型される。これにより、
複屈折及び好ましくない成型内(molded-in)応力レベルを引き起こし、光の曲が
り方特性が部分的に不均一になってしまう。

【００１５】 補助構成による射出／圧縮方法では、鋳型の内部または鋳型の周辺機材として
の補助的なバネやシリンダーなどを介して、圧縮圧力を対向光学面にかける。こ
のタイプの熱可塑性プラスチックレンズ成型の初期段階では、シンプルな、バネ
により加圧される可動光学押型が鋳型組内部に用いられる^１。こういった装置は
、様々な体積のレンズキャビティを作り出すが、バネ圧力に対する抗力として、
可動押型に広がるように、高い内部ポリマー溶解物圧力に頼っていた。硬化して
いく鋳型の内容物に対して充分な圧縮力をかける為に、これらのバネ圧力は大き
い。しかし、バネ力が強いほど、可変空洞を充填する間、バネを押す為に高い射
出圧力を用いなければならない。要求される射出圧力が高いほど、成型内(molde
d-in)応力と、光学的に不充分な複屈折の度合いは高くなる。成型されたレンズ
の光学的な度数が高い程、前面及び後面の曲面間の非類似性が高くなり、断面厚
がよりばらついてしまう。従って、この処理は、最小直径及び最小厚ばらつきを
有する、度の低いレンズの製造に限られる。

【００１６】 他の補助構成による処理は、ウェーバー^２，３により開示されている。ウェー
バーは、射出溶解により作られる可変容積穴と、圧力により雄又は雌の押型の少
なくとも一方を後方へ歪め、所定時間の後、前方へ移動させることで、この可動
押型に対して１対１に設置される補助水圧シリンダの駆動力により圧縮を行うこ
とを説明している。流し込み口は、圧縮力により過剰ポリマー溶解物がレンズ穴
から強制的に押し出されるように取り付けられる。ウェーバーもまた、射出充填
の完了から圧縮力をかけ始めるまでの、所定時間の経過に依存している。従って
、この処理もまた、上述したような早期圧縮又は圧縮遅延によって生じる欠点を
有する。更に、この処理では、厚みが一定しないレンズを作ってしまうことがあ
る。

【００１７】 別の補助構成による処理は、ラリバートにより記述されている^４。この処理は
、補助水圧シリンダに係合する可動押型を含む。型締め圧力により鋳型が閉じた
後、一対の押型がポリマーの注入により広がる。そして、完全に圧縮されたキャ
ビティシステムを埋めるのに充分な固定量のポリマーが注入される。この処理に
より、通常レンズの呼称厚みをよりよく制御することができるため、材料くず廃
棄物と、トリミング処理を無くすことができる。しかしながら、ラリバートはレ
ンズ厚み制御について記述しているが、呼称中心厚３．０ｍｍのものに関しての
みであり、消費者が望むレンズ厚よりもかなり厚い。

【００１８】 上述の射出／圧縮成型処理の他の大きな欠点は、Ｒ_ｘレンズ、特に、中心厚約
１ｍｍ以下、且つ、エッジ厚が中心厚よりも厚いマイナス熱可塑性プラスチック
レンズを製造するのに向かないことである。これは、マイナスレンズの薄い中心
部分における射出された熱可塑性熔解物が、厚いエッジ部分の熔解物が凝固する
よりも先に凝固するからである。その結果、硬化のこの時点で半鋳型（光学的挿
入物）により作られる圧力が凝固した中心部分にのみ集中し、レンズのこの部分
を壊してしまうか、歪めてしまう。このような中心部分の破損又は歪みは、圧縮
力全てが小さい直径内、中心の凝固した材料の柱状体(column)に集中するために
、中心厚約１ｍｍ以下で、溶解物のエッジ厚が大きい場合に特に問題である。ま
た、この力は硬化した材料の圧縮強度を越える。しかしながら、厚さ約１ｍｍ以
下の中心が薄いマイナスレンズは、中心厚が約１ｍｍを越える（例えば、１．５
ｍｍ）従来のマイナスレンズに比べてより軽量であるために、特に望ましい。

【００１９】 射出／圧縮成型処理では中心が薄いマイナスレンズを作ることがでないために
、そういったレンズは、厚いレンズを研磨し、磨いてｓ製造されてきた。そうい
った製造技術は、光学曲面生成、清澄、磨き機器などの研磨及び磨き素子を用い
る。こういった機器では、レンズ表面に研磨／磨きによる残留物を残したり、及
び／又は公称表面下に負の清澄きずを残したりすることは避けられない。 発明の要旨

【００２０】 本発明は、薄い熱可塑性プラスチックレンズを製造するための新規鋳造方法に
関し、特に、中心厚が約１ｍｍ以下のマイナスレンズを製造するものに関する。
一実施の形態では、本発明の方法はレンズ表面を研磨したり磨いたりする加工が
不要且つ、公称表面下に負の清澄きずの無い薄い熱可塑性プラスチックマイナス
レンズを供給する。

【００２１】 特に、本発明は、初期段階で熱可塑性溶解物の凝固に前に行うレンズ半鋳型の
圧縮を含む、薄いレンズを作るための鋳造方法に関する。その後、鋳型内の溶解
物の硬化に伴って起こる収縮を補償するために熱可塑性溶解物にかける圧力を上
げる間、押型を同じ場所に留めておく。次に、鋳造物を冷却してレンズが形成さ
れる。

【００２２】 本発明の方法は、鋳造処理を用いつつ、製造中に鋳型による薄いレンズの破損
を避けることをできると言う点で、非常に有効である。

【００２３】 本発明の一様態によれば、本発明は熱可塑性プラスチックレンズを製造するた
めの方法に関し、

【００２４】 （ａ） 雄型と雌型とからなる鋳型を提供し、前記半鋳型を閉じたときにレン
ズ型のキャビティを定義し、

【００２５】 （ｂ） 少なくともレンズを形成するのに充分な量の溶解した熱可塑性材料を
キャビティに導入し、

【００２６】 （ｃ） 形成されるレンズの最薄点における熱可塑性材料の凝固が始まる前に
、前記雄及び雌型の少なくともいずれか一方を所定位置に動かし、

【００２７】 （ｄ） キャビティ内の圧力を上昇させながら前記半鋳型を定常位置に保持し
、

【００２８】 （ｅ） 前記熱可塑性材料を凝固させ、熱可塑性プラスチックレンズを形成す
る。

【００２９】 一実施の形態によれば、キャビティにおける鋳造圧力の上昇は、鋳型内に溶解
した熱可塑性樹脂を追加注入することにより行われる。別の例では、内部穴圧力
の上昇は、注入器又は、ねじ、セコンダリピストン、ピン、又はその他の機構を
１以上使用することにより実現される。

【００３０】 本発明の第２の様態によれば、本発明は眼用の熱可塑性プラスチックレンズを
製造する方法を提供するものであり、

【００３１】 （ａ） 雄型と雌型とからなる鋳型を提供し、前記半鋳型を閉じたときに熱可
塑性プラスチックレンズ型のキャビティを定義し、

【００３２】 （ｂ） 少なくともレンズを形成するのに充分な量の溶解した熱可塑性ポリカ
ーボネート材料をキャビティに導入し、前記熱可塑性ポリカーボネート材料は材
料が流れることのできる華氏約５７５°を越える温度に保持され、

【００３３】 （ｃ） 形成するレンズの最薄点における熱可塑性材料の凝固が始まる前に、
前記雄及び雌型の少なくともいずれか一方を所定位置に動かし、キャビティは中
心厚約１ｍｍ以下であり、

【００３４】 （ｄ） 鋳型内の体積を一定に保つ為に、１以上の注入器を用いてキャビティ
内の圧力を上昇させながら、前記半鋳型を定常位置に保持し、

【００３５】 （ｅ） 前記熱可塑性材料を凝固させ、熱可塑性プラスチックレンズを形成す
る。

【００３６】 製造の一様態によれば、本発明はマイナス補正特性を持ち、約１ｍｍ以下の最
小厚を有するように形成された熱可塑性プラスチックレンズに関し、前記レンズ
にはその表面の研磨又は磨き加工が不要で、その公称表面下に負の清澄きずが無
い。 本発明の詳細な説明

【００３７】 以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明するが、同
様の構成は同じ参照番号を付す。

【００３８】 上述の通り、本発明は薄い熱可塑性プラスチックレンズを製造するための新規
鋳造方法、及び、新規の薄い熱可塑性プラスチックレンズに関する。しかしなが
ら、本発明を更に詳しく説明する前に、まず以下の用語を定義する。

【００３９】 定義 以下の用語は、以下の意味を有する。

【００４０】 「溶解した熱可塑性ポリマー」または「溶解物」とは、アモルファス又は結晶
熱可塑性ポリマーが、流れることができるように物理的に柔らかくなった状態を
言う。好ましくは、溶解した熱可塑性材料は、それぞれガラス転移（Ｔ_ｇ）又は
溶解点（Ｔ_ｍ）以上に熱せられた時の圧力下で流れる。

【００４１】 「凝固する」又は「凝固」とは、溶解した熱可塑性ポリマーが、流れなくなる
温度まで冷却することを言う。

【００４２】 「流れる」又は「流動可能」とは、溶解した熱可塑性ポリマーが、少なくとも
３ｍｆｉ（溶解流動指数）で流れることができることを言い、押出プラストメー
ターにより流動度又は溶解指数を計測するＡＳＴＭテストＮｏ．Ｄ１２３８によ
り測定される。

【００４３】 「熱可塑性プラスチック」とは、可逆的に、熱せられた時に柔らかくなり又は
溶解し、冷却されたときに硬くなるポリマーのことを言う。適する熱可塑性材料
は当業者には良く知られており、例えば、ポリカーボネート、ジエチレングリコ
ールビス（アリルカーボネート）、ポリアクリレート、ポリウレタン、及びその
他の高指数材料を含む。好ましくは、熱可塑性材料はポリカーボネートである。

【００４４】 「定常位置」とは鋳型の位置であって、半鋳型が空間的にほぼ固定され、各半
鋳型が約±０．０５ｍｍを越えて動かないことを言う。なお、この定常位置では
半鋳型が動かないことが望ましい。半鋳型を定常位置に保つための力が必要かも
知れないが、半鋳型を近づける為の追加的な力はかけない。 方法論

【００４５】 本発明の方法は、熱可塑性プラスチックレンズを作るための鋳造方法に関する
。これらの方法は、雄型と雌型を有する従来の鋳型を利用し、これらの半鋳型を
閉じた状態において、レンズ形状のキャビティが定義される。この技術分野で良
く知られている公知の従来の鋳型をどれでも用いることができる。

【００４６】 本発明の方法によれば、レンズの薄い部分が破損したり、歪んだりすることな
く、最薄部分が約１ｍｍ以下の厚さを有する薄い熱可塑性プラスチックレンズを
製造することができる。これらの薄いレンズは、熱可塑性プラスチックの注入後
に半鋳型を固定し、冷却時の熱可塑性プラスチックの収縮を補償する為に膨張圧
力を加えることで達成される。

【００４７】 本発明の方法では、キャビティは雌雄型を閉じることにより形成される。最初
、鋳型は、最終的に望むレンズ厚よりも半鋳型間の間隔が広くなるように閉じら
れる。この閉じる処理は、拡張されたキャビティを厳密に定義するための片方又
は両方の半鋳型の動きを伴っていてもよい。そして、溶解した熱可塑性材料、好
ましくは、Ｔ_ｇより熱く熱せられた材料をキャビティに注入する。好適な一実施
形態においては、注入課程で熱可塑性材料が確実に溶解した状態でいるように、
熱可塑性プラスチックを鋳型に送り込む注入器は、短く／熱いランナーを用いる
。他の好適な実施形態では、熱可塑性材料を、熱した注入口又は、短く／熱いラ
ンナーと熱した注入口との組み合わせを用いて送り込んでも良い。

【００４８】 他の好適な実施の形態では、ポリマー溶解物の早期凝固を確実に防ぐために、
注入処理中に、半鋳型を、好ましくは熱可塑性材料のＴ_ｇより高くなるまで熱す
る。更に好ましくは、押型を華氏約２７５°を越えるまで熱するが、華氏約２９
０°〜３４０°に熱することが更に好ましい。

【００４９】 そして、少なくとも充分な量の溶解した熱可塑性材料をキャビティに追加し、
レンズを形成する。場合によっては、キャビティを確実に完全に充填するために
、わずかに余分な量の溶解した材料を追加するようにしても良い。このように用
いられる材料の量は、形成するレンズのサイズに対応することは明らかであり、
当業者は容易に確認することが可能であろう。

【００５０】 次に、雌雄型の少なくともいずれか一方を他方の半鋳型の方へ動かして熱可塑
性材料を圧縮し、キャビティ内のポリマーを溶解した状態に保ちつつ、キャビテ
ィ内に収縮圧をかける。半鋳型は、半鋳型間のハードストップ点に達するまで閉
じられる。このハードストップ点での雌雄型間の距離は、形成されるレンズに望
まれる厚みである、好ましくは約１ｍｍ以下、更に好ましくは、約０．５ｍｍ〜
１ｍｍ、更に好ましくは、約０．７ｍｍ〜１ｍｍに対応する。繰り返すが、圧縮
中、このハードストップ点に達した時、キャビティ内の熱可塑性材料は、形成さ
れるレンズの最薄点の材料を含めて溶解状態を保っている。

【００５１】 この時点で、凝固中にキャビティ内における熱可塑性プラスチックの収縮を補
償する為にキャビティ内の圧力を上げる間、半鋳型は定常位置に保たれ、これに
より熱可塑性材料と型との一致が保たれる。キャビティ内圧力の上昇は膨張圧力
により達成することが好ましい。好適な一様態によれば、必要に応じてキャビテ
ィに溶解した熱可塑性材料を追加注入する１以上の注入器を使用することにより
、キャビティ内で膨張圧力が起こる。上述と同様に、追加する熱可塑性注入材料
を確実に溶解した状態にしておくために、注入器及び／又は注入口を熱しても良
い。膨張圧力は、凝固が完了するまで、又はほぼ完了するまでかけることが好ま
しい。

【００５２】 また、好適な別の例によれば、膨張圧力は、ねじ、セコンダリピストン、ピン
、フレキシブル圧縮リング、じゃばらなどの内の１以上のものを用いることによ
りキャビティ内で作られる。これらのねじ、ピン、又はピストンは、収縮を補償
するように凝固中に熱可塑性材料に力をかける。この力は、キャビティの横から
内側へ、又は、鋳型の開閉方向に対して略垂直にかけることが好ましい。

【００５３】 キャビティ内にこのような膨張力が一旦確立すると、熱可塑性材料は冷却され
、凝固することで適切なレンズが形成される。好適な一実施の形態によれば、熱
可塑性素材の冷却とそれに伴う凝固は、鋳型を冷却することにより達成される。
上述の通り、製造工程のこの時点において膨張力を利用することにより、真っ先
に凝固するレンズの最薄点での破損を抑制する。

【００５４】 図１は本発明の一実施の形態にかかる方法を示すフローチャートである。図２
〜図６は、ある鋳造システムの一例において実施される本発明の方法の工程を示
す。

【００５５】 本発明の一実施の形態にかかる熱可塑性プラスチックレンズを形成する工程は
ステップ１００で始まり、半鋳型を開いた位置にして先に形成されたパーツを取
り除き、注入器に熱可塑性材料を詰める。ステップ２００において、鋳型を所定
位置まで閉じるが、最終的に生成するレンズのサイズよりも大きくなるように、
半鋳型の間隔を開けておく。予熱工程３００において、鋳型を閉じながらまたは
閉じた後に、型を熱することが好ましい。鋳型の予熱に加えて、又は鋳型を予熱
する代わりに、注入器を熱しても良い。予熱しながら、又は予熱後にステップ４
００において、熱可塑性材料の注入準備として、熱可塑性材料注入器が鋳型の充
填口に接するように、注入器を前方に動かす。ステップ５００では、熱可塑性材
料を高圧力で注入する。熱可塑性材料の注入後、ステップ６００で最終的なパー
ツの厚みになるまで半鋳型を互いに近づける部分押圧又は圧印を行う。ステップ
７００で、鋳型内において膨張圧力が熱可塑性材料にかけられる。上述の通り、
この膨張圧力は様々な方法でかけることが可能である。例えば、冷却中に、熱可
塑性材料を追加注入することにより膨張圧力をかけることができる。最終的にス
テップ８００において、パーツの最終的な冷却を行い、型を開き、パーツの取り
出しを行う。パーツを取り出すと、次のパーツの生成を行う為に処理はステップ
１００に戻る。

【００５６】 図２は、開始位置にある鋳型１０を示し、半鋳型は開いた位置にある。鋳型１
０は、ボルスタ１４に固定された上半キャビティ１２を有する。上半キャビティ
１２は、上鋳型部材１６を有し、この上鋳型部材１６もボルスタ１４に固定され
ている。又は、上鋳型部材１６を上半キャビティ１２内で可動に構成しても良い
。鋳型１０は、下半キャビティ１８を含み、可動の下鋳型部材２０を有する。下
半キャビティ１８は複数の接続ロッド２２により、上半キャビティ１２の上に位
置する水圧シリンダ２４に接続されている。接続ロッド２２は上半キャビティ１
２を抜けて延びており、下半キャビティ１８を上半キャビティに対して動かす。
下鋳型部材２０は、下鋳型部材の下に位置する第２の水圧シリンダー２６により
下半キャビティ１８内で可動に構成されている。図２に示す開始位置では、下半
キャビティ１８及び下鋳型部材２０は共に、先に作ったパーツ３０を鋳型１０か
ら外すことができるように、下げられている。

【００５７】 鋳型１０は更に注入ユニット、すなわち注入器３２を備え、注入器３２は、キ
ャビティに熱可塑性材料４２を注入する準備のために熱可塑性プラスチックペレ
ットを溶かすために用いるバレル４０を有する。上下鋳型部材１６，２０は、熱
した液体を型部材の流路に通すことにより熱することが好ましい。他の好適な例
では、場合によっては熱せられた液体の流露を有する、鋳造口に熱係合する電気
カートリッジヒーターにより電熱を発するようにしても良い。鋳型部材１６，２
０を熱することにより、熱可塑性材料４２を、材料が冷え始める前に完全に注入
することが可能になる。

【００５８】 図３は、キャビティを熱可塑性材料４２で充填する為の準備のために、鋳型１
０が閉じられた位置にある状態を示す図である。図３に示すように、下半キャビ
ティ１８及び下鋳型部材２０は、上部水圧シリンダー２４によって閉じた位置ま
で移動される。上半キャビティ１２に対して下半キャビティ１８を閉じることで
、鋳型の分割線４６が閉じられる。図３に示す位置では、上鋳型部材１６と下鋳
型部材２０間の距離は、最終的に望まれるパーツの厚さよりも広い。半鋳型間の
距離は、最終的なパーツの厚さよりもほぼ１〜５ｍｍ広いことが好ましい。図３
は、更に、鋳型を充填するための準備として、注入器３２がキャビティ４４の充
填口３４の方へ動いた様子を示している。このとき、鋳型は図３に示すように準
備完了位置にあり、鋳型及び／又は注入ユニット３２は、注入工程の間、熱可塑
性材料４２が溶解した状態を確実に保つように、予熱される。

【００５９】 図４は、溶解した熱可塑性材料４２をキャビティ４４へ注入する時の鋳型１０
を示す。注入する間、上鋳型部材１６と下鋳型部材２０間の空間を最終的な厚み
よりも大きい状態に保っておくことが好ましい。好ましくは、半鋳型を、キャビ
ティ充填処理又は注入工程の間、一定位置に保っておく。注入器３２はバレル４
０内でねじ４８を進めることにより操作される。キャビティの充填は、１０，０
００ｐｓｉから２０，０００ｐｓｉと言った高圧力Ｆ_１下で行われる。

【００６０】 図５は、パーツ押圧工程を示し、溶解した熱可塑性材料４２がキャビティ４４
に入れられた後に、半鋳型１６及び２０を互いに近づけるように動かす。図２〜
図６に示す鋳型において、押圧処理は、下部水圧シリンダー２６を活性化して下
鋳型部材２０を上鋳型部材１６の方へ動かすことにより行われる。２つの半鋳型
がそれぞれの最終位置に達した時点で処理が完了し、上下鋳型部材１６及び２０
間の距離はほぼ最終的に望むレンズ厚となる。図５に示す鋳型において、押圧処
理の最後、すなわち、ボトムアウト点を下部水圧シリンダー２６の振幅を物理的
に制限することで判断する。好ましくは、押圧処理の間、熱可塑性材料４２が追
加注入されないように注入器３２を閉じるようにしても良い。別の実施の形態と
しては、熱可塑性材料４２が注入器３２にいくらか押し戻されるようにしても良
い。押圧処理を終えると、半鋳型１６及び２０は一定に保たれる。この処理の後
、パーツを冷却するために冷却空気を鋳型内に注入し始める。冷却空気は、上下
半キャビティ１２及び１８の流露３６から注入される。冷却空気またはその他の
冷却液体による冷却が好ましいが、自然対流であっても良い。

【００６１】 鋳型１０の最終的な保持及び冷却位置を図６に示す。この位置では、冷却によ
るパーツの収縮を補償するために、膨張圧力をキャビティ４４内の熱可塑性材料
４２に対してかける。図２〜図６に示す実施の形態では、パーツの硬化に際して
、注入器３２により低注入力で熱可塑性材料４２を追加注入することにより膨張
圧力をかける。上下鋳型部材１６及び２０は、膨張圧力がかけられている間、固
定位置に保たれる。膨張圧力をかける際の注入器３２の注入圧は、約３０００ｐ
ｓｉから７０００ｐｓｉと言った低圧力であることが好ましい。所定の冷却期間
後、注入器３２をオフすることにより膨張圧力をかけることを止め、最終的な冷
却が行われ、パーツを取り出すために型が開かれる。

【００６２】 本発明は、好適な実施の形態により詳細に記述したが、当業者には、本発明か
ら逸脱することなく、同様のものを利用して、様々な変更や変形が可能であるこ
とは明白であろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の方法を示すフローチャートである。

【図２】 開始位置における鋳型の概略側面図である。

【図３】 充填位置における図２に示す鋳型の概略側面図である。

【図４】 充填中の図２に示す鋳型の概略側面図である。

【図５】 圧力をかけている時の図２に示す鋳型の概略側面図である。

【図６】 最終冷却位置における図２に示す鋳型の概略側面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 キングスバリー， ジェフリー， エム． アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94931， コターティ，ドーフマン ドラ イブ 8705 (72)発明者 トゥータン， マイケル， ジェイ． アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95472， セバストポル，カニンガム ロ ード 1265 (72)発明者 ジュール， ロバート， エイチ． アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95405， サンタ ローザ， ダートマウ ス ドライブ 3370 (72)発明者 ロルフ， マーチン， ディー． アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95472， セバストポル， ウォータート ロフ ロード 1650 Ｆターム(参考） 4F206 AA21 AA28 AA42 AH74 JA03 JM05 JN32

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱可塑性プラスチックレンズを製造するための方法であって
   、 （ａ） 雄型と雌型とからなる鋳型を提供し、前記半鋳型を閉じたときにレン
   ズ型のキャビティを定義し、 （ｂ） 少なくともレンズを形成するのに充分な量の溶解した熱可塑性材料を
   キャビティに導入し、 （ｃ） 形成されるレンズの最薄点における熱可塑性材料の凝固が始まる前に
   、前記雄及び雌型の少なくともいずれか一方を所定位置に動かし、 （ｄ） キャビティ内の圧力を上昇させながら前記半鋳型を定常位置に保持し
   、 （ｅ） 前記熱可塑性材料を凝固させ、熱可塑性プラスチックレンズを形成す
   る ことを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 前記熱可塑性材料は、ポリカーボネート、ジエチレングリコ
   ールビス（アリルカーボネート）、ポリアクリレート、及びポリウレタンからな
   るグループから選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 前記熱可塑性材料はポリカーボネートであることを特徴とす
   る請求項２に記載の方法。
4. 【請求項４】 前記レンズは、眼用のレンズであることを特徴とする請求項
   １に記載の方法。
5. 【請求項５】 前記眼用のレンズはマイナスレンズであることを特徴とする
   請求項４に記載の方法。
6. 【請求項６】 前記眼用のレンズの中心厚は、約１ミリメートルを越えない
   ことを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 【請求項７】 キャビティ内圧力の上昇は、少なくとも１つの注入器を用い
   て行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. 【請求項８】 少なくとも前記注入器口は熱せられていることを特徴とする
   請求項７に記載の方法。
9. 【請求項９】 キャビティ内圧力の上昇は、熱可塑性材料に力を掛ける為の
   ねじ、ピストン、ピン又はリングの内の１つ以上を用いて行われることを特徴と
   する請求項１に記載の方法。
10. 【請求項１０】 前記溶解された熱可塑性材料は、熱せられたランナー又は
    、約５ｃｍ以下の短いランナー上のキャビティに導入されることを特徴とする請
    求項１に記載の方法。
11. 【請求項１１】 鋳型は、溶解した熱可塑性材料をキャビティに導入する間
    、ガラス転移（Ｔ_ｇ）又は熱可塑性ポリマーの溶解温度（Ｔ_ｍ）を超える温度ま
    で熱せられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
12. 【請求項１２】 眼用の熱可塑性プラスチックレンズを製造する方法であっ
    て、 （ａ） 雄型と雌型とからなる鋳型を提供し、前記半鋳型を閉じたときに熱可
    塑性プラスチックレンズ型のキャビティを定義し、 （ｂ） 少なくともレンズを形成するのに充分な量の溶解した熱可塑性ポリカ
    ーボネート材料をキャビティに導入し、前記熱可塑性ポリカーボネート材料は材
    料が流れることのできる華氏約５７５°を越える温度に保持され、 （ｃ） 形成するレンズの最薄点における熱可塑性材料の凝固が始まる前に、
    前記雄及び雌型の少なくともいずれか一方を所定位置に動かし、キャビティは中
    心厚約１ｍｍ以下であり、 （ｄ） 鋳型内の体積を一定に保つ為に、１以上の注入器を用いてキャビティ
    内の圧力を上昇させながら、前記半鋳型を定常位置に保持し、 （ｅ） 前記熱可塑性材料を凝固させ、熱可塑性プラスチックレンズを形成す
    る ことを特徴とする方法。
13. 【請求項１３】 前記レンズはマイナスレンズであることを特徴とする請求
    項１２に記載の方法。
14. 【請求項１４】 前記レンズの中心厚は、約１ミリメートルを越えないこと
    を特徴とする請求項１３に記載の方法。
15. 【請求項１５】 鋳型内圧力の上昇は、キャビティに溶解した熱可塑性材料
    を注入することにより行われることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
16. 【請求項１６】 前記溶解された熱可塑性材料は、熱せられたランナー又は
    、約５ｃｍ以下の短いランナー上のキャビティに導入されることを特徴とする請
    求項１２に記載の方法。
17. 【請求項１７】 鋳型は、溶解した熱可塑性材料をキャビティに導入する間
    、ガラス転移（Ｔ_ｇ）又は熱可塑性ポリマーの溶解温度（Ｔ_ｍ）を超える温度ま
    で熱せられることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
18. 【請求項１８】 マイナス補正を有するように構成された、最薄厚約１ｍｍ
    以下のレンズであって、前記レンズは、その表面に研磨又は磨き加工を行わない
    、又は、公称表面下にマイナス清澄きずが無いことを特徴とする熱可塑性プラス
    チックレンズ。
19. 【請求項１９】 レンズは、ポリカーボネート、ジエチレングリコールビス
    （アリルカーボネート）、ポリアクリレート、及びポリウレタンからなるグルー
    プから選択されることを特徴とする請求項１８に記載の熱可塑性プラスチックレ
    ンズ。
20. 【請求項２０】 前記熱可塑性材料はポリカーボネートであることを特徴と
    する請求項１９に記載の熱可塑性プラスチックレンズ。