CH404183A - Verfahren zum Herstellen von optischen Körpern aus Kunststoffen - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren zum Herstellen von optischen Körpern aus Kunststoffen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von optischen Körpern, z. B. Linsen, Fresnellinsen und Prismen aus Kunststoffen.



   Es ist bekannt, Linsen aus Kunststoff dadurch herzustellen, dass der Kunststoff zusammen mit einem Katalysator unter Anwendung von Druck und Wärme in einer dem Linsenkörper entsprechenden Form polymerisiert wird. Man hat auch   bereibs    Linsen durch Giessen dadurch hergestellt, dass man flüssige Ausgangsprodukte in vorbereiteten Formen auspolymerisierte. Die Formen bestanden beispielsweise aus zwei Formhälften, welche unter Anwendung eines elastischen Dichtungsringes lose aneinandergesetzt waren.



   Diese bekannten Verfahren haben sich als sehr ungünstig erwiesen, und zwar aus drei Gründen.



  Zunächst einmal bereitet der Schrumpf des Monomeren beim Übergang zum Polymeren stets erhebliche Schwierigkeiten, denen man durch bewegliche, während der Polymerisation dem Schrumpf folgende Wände oder in einigen Fällen durch Vorpolymerisation ausserhalb der Form und damit Vorwegnahme eines Teils der Polymerisation und anschliessender Auspolymerisation mit geringerem Schrumpf in der Form begegnen muss. Zum anderen bedeutet ein solches Vorgehen, dass bei Polymerisation die optisch perfekte Form während des gesamten Polymerisationsvorganges, der insbesondere bei grossen und dicken Körpern der freiwerdenden und abzuführenden Wärme wegen recht langsam geführt werden muss, blockiert wird. Hinzu kommt die grosse Vielfalt der technisch möglichen und der technisch erforderlichen optischen Körper, die eine grosse Lagerhaltung optisch perfekter Formen erforderlich macht.



   Es ist auch bereits bekannt, Linsen dadurch herzustellen, dass zunächst ein Rohling gegossen wird, dessen Flächen geschliffen und poliert und schliesslich mit ergänzenden Monomerschichten versehen werden. Bei diesem bekannten Verfahren erweist es sich als nachteilig, dass der komplizierte Schleifund Poliervorgang nicht vermieden wird. Dieses Verfahren ist daher recht zeitraubend und kostspielig.



   Die Erfindung bezweckt, ein Verfahren zu schaffen, welches die Mängel der bekannten Herstellungsverfahren vermeidet. Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass dem Körper die endgültige Gestalt durch mechanische, spanabhebende Bearbeitung gegeben, mindestens die optisch wirksamen Flächen fein gefräst und mit einem einoder mehrkomponentigen, flüssigen Kunststoff überzogen und in unmittelbarer Nachbarschaft einer optisch einwandfreien Fläche ausgehärtet werden.



   Nachfolgend wird das erfindungsgemässe Verfahren erläutert und Ausführungsbeispiele desselben anhand der Zeichnung beschrieben.



   Die Behandlung der Oberfläche durch Feinfräsen und   Üb erziehen    mit einem Kunststoff ist erforderlich, da es bei einer mechanischen Bearbeitung von Kunststoffen, wie z. B. bleibend vernetzten Hochpolymeren, nicht möglich ist, eine optisch glatte Oberfläche zu erzielen. Es hat sich gezeigt, dass zweckmässig das Fräsen mit einer Rauhtiefe von 20-40   cz    oder weniger erfolgt. Diese Rauhigkeit wird völlig ausgeglichen durch den nachträglich in flüssiger Form aufgebrachten Kunststoff.



   Die Zähigkeit des aufzubringenden Kunststoffes und die Grenzflächenspannung zwischen dem Kunststoff und der Unterlage sind hierbei so zu wählen, dass nach dem Aufbringen die Rauhigkeit des Untergrundes völlig verdeckt ist. Das Material des Überzuges kann aus dem gleichen Material wie der optische Körper selbst bestehen. Dies ist jedoch keineswegs erforderlich. Vorzugsweise werden Kunststoffe  verwendet, die einen möglichst geringen Aushärteschwund aufweisen.



   Die Härtung des aufgebrachten Kunststoffes erfolgt im Falle der radikalischen Polymerisation in an sich bekannter Weise unter Sauerstoffabschluss, z. B. mittels einer aufgelegten oder leicht angedrückten optisch perfekten Gegenform. Diese wird nur kurz benötigt, da ein schneller Polymerisationsverlauf in der dünnen Schicht möglich ist. Man erhält eine optisch glatte Fläche.



   Zweckmässig wird die Oberfläche der optisch perfekten Gegenform in an sich bekannter Weise mit einem Formtrennmittel versehen, beispielsweise silikonisiert, um ein leichteres Ablösen nach der Polymerisation zu erreichen.



   Beispiele
1. Eine kreisrunde, planparallele Scheibe von 4,5 cm Durchmesser und 6 cm Dicke, bestehend aus ausgehärtetem Allymer CR 39 wird beidseitig mit einer Rauhtiefe von 20   It    gefräst und mit einer Rauhtiefe von 2   Xt    geschmirgelt. Auf die nach oben gewandte Fläche werden 3-4 Tropfen monomeres Allymer CR 39 mit   4 %    Di-isopropylperoxydcarbonat aufgebracht und eine planparallele Glasplatte mit einer optisch einwandfreien Fläche überstehend lose so aufgelegt, dass die Luft dabei entweicht. Die Vorrichtung wird gewendet und mit der sich jetzt oben befindlichen Fläche genau so verfahren. Je nach der Viskosität des Monomeren kann die Vorrichtung so belastet werden, dass eine zur   Oberflächenglättung    ausreichende Menge Monomeres auf der Oberfläche verbleibt.

   Es wird im Trockenschrank polymerisiert.



  Nach Abkühlen auf Zimmertemperatur löst man durch leichten Druck die Glasplatte vom Kunststoff. Ist bei Gegenwart von Luft gearbeitet worden, so verbleibt etwas klebriges, von den Randzonen herstammendes Produkt auf der Oberfläche. Es kann mit einem sauberen Lappen abgewischt oder mit Aceton abgespült werden. Das erhaltene Stück ist transparent und mit zwei glatten Oberflächen versehen.



   2. Aus dem ursprünglich quaderförmigen Block (Fig. 1) aus Kunststoff werden die sphärischen   Flä-    chen 1 und 2 lediglich ausgefräst.



   Man erhält dann einen Körper entsprechend Fig. 2. Die aufgerauhten Flächen 1 und 2 werden mit flüssigem aushärtbarem Kunststoff überzogen.



  Der Körper gemäss Fig. 2 wird dann zwischen konvex geformten optisch einwandfreien Flächen 3 und 4 der Formteile 5 und 6 (Fig. 3) gebracht. Zwischen diesen Formteilen erfolgt nunmehr die Aushärtung.



   Fig. 4 zeigt als Endprodukt eine bikonkave Linse mit den optisch einwandfreien Flächen 1 und 2.



   Aus der Fig. 3 ist weiter zu erkennen, dass mit derselben Vorrichtung Linsen unterschiedlicher Durchmesser behandelt werden können. Die Vorrichtung selbst ist stets nur kurzzeitig im Gebrauch, so dass ein wirtschaftliches Arbeiten gewährleistet ist.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zum Herstellen von optischen Körpern, wie Linsen, Fresnellinsen und Prismen, aus Kunststoffen, dadurch gekennzeichnet, dass dem Körper die endgültige Gestalt durch mechanische, spanabhebende Bearbeitung gegeben, mindestens die optisch wirksamen Flächen fein gefräst und mit einem einoder mehrkomponentigen, flüssigen Kunststoff überzogen und in unmittelbarer Nachbarschaft einer optisch einwandfreien Fläche ausgehärtet werden.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zum Überziehen Kunststoffe mit geringem Aushärteschwund verwendet werden.

   2. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei radikalischer Polymerisation unter Sauerstoffabschluss gearbeitet wird.

   3. Verfahren nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sauerstoffabschluss durch eine optisch perfekte Gegenform bewirkt wird.

   4. Verfahren nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der optisch perfekten Gegenform mit einem Formtrennmittel versehen, beispielsweise silikonisiert, wird.