CS272334B1

CS272334B1 - Method of lenses rotating casting and equipment for realization of this method

Info

Publication number: CS272334B1
Application number: CS883255A
Authority: CS
Inventors: Jiri Ing Sulc; Zuzana Ing Krcova
Original assignee: Sulc Jiri; Krcova Zuzana
Priority date: 1988-05-13
Filing date: 1988-05-13
Publication date: 1991-01-15
Also published as: JP2801261B2; CS325588A1; CA1330855C; EP0341747B1; DE68908763D1; DE68908763T2; EP0341747A2; JPH0278512A; EP0341747A3

Description

(57) Řešení se týká způsobu rotačního odlévání čoček a zařízení k provádění tohoto způsobu. Způsob rotačního odlévání čoček podle řešení spočívá v tom, že se rotační odlévání provádí na konvexní, dolu obrácené ploše formy, jejíž zbývající prostor je vyplněn specificky hmotnější kapalinou nemísitelnou s nadávkovanou iniciovanou monomerní směsí ani s jejími jednotlivými složkami, například rtutí, lehce tavitelnými slitinami kovu, nasycenými roztoky solí, jako uhličitanu draselného, síranu sodného, hydrogenfosforečnanu nebo jejich nízkotavitelných hydrátů. Způs.ob rotačního odlévání podle řešení lze provést jak v kolonovém uspořádání forem, tak v jednotlivých formách umístěných například v karuselu. Zařízení v kolonovém uspořádání sestává z kalibrované trubice (1) dole uzavřené a opatřené jednosměrným ventilem (10) pro přívod specificky hmotnější kapaliny, v nichž jsou do sloupce zařazeny formy (13) opatřené kanálky (14) spojujícími prostory nad dnem formy (13) a pod ním, přičemž kalibrovaná trubice (l), která je nahoře i dole uložena v kuličkových ložiskách (2, 3), prochází nahoře řemenicí (11) pro vertikální rotaci a ve směru horizontálním je uložena v otočném čepu (12) pro otáčení kalibrová‘né trubice (1) kolem horizontální osy a odklon kalibrované trubice (1) od vertikály během rotace.

272 334 (n) , (13) Bl (51) Int. Cl.⁵

A 61 F 2/14

OBR. t

CS 272334 Bl

Vynález se týká způsobu rotačního odlévání čoček a zařízení k provádění tohoto způsobů.

Je známo, že je možno vyrábět čočky z organických polymerů tak, že se přesně odměřená dávka iniciované monomerní směsí nechá polymerovat na konkávní části rotující formy, přičemž je tvar konkávní strany čočky formován jednak rotací, dávající konkávní straně čočky paraboloidní tvar, jednak povrchovým napětím, kterým je tento tvar modifikován. Okraj čočky je vymezen ostrou hranou, na které se kapalná monomerní směs hnaná k obvodu odstředivou silou, zastaví působením povrchového napětí. Nepoužije-li se taková ostrá hrana, je okraj čočky sice velmi tenký, ale většinou nepravidelný. I v případě použití ostré hrany má okraj čočky na straně přiléhající k oku tvar menisku daného interakcí mezipovrchových napětí a je jej proto možno jen velmi omezeně měnit. Proto je nutno jej velmi často přizpůsobovat dodatečným opracováním, například soustružením, leštěním a podobně. Tento postup je popsán v popisech vynálezů, například k čs. autorskému osvědčení č. 159359, č. 237592, č. 256089.

Je také známo rotačně odlévat čočky z polymerizující monomerní směsi na hladině rotující kapaliny nemísitelné s monomerní směsí a mající vyšší specifickou hmotnost než monoraerní směs a vznikající polymer nebo polymerační odlévání prováděné mezi dvěma kapalinami nemísitelnými s monomerní směsí, přičemž jedna z kapalin je specificky hmotnější a druhá méně hmotná než monomerní směs, viz čs. patent č. 147046, čs. autorské osvědčení č. 172761.

Nyní byla vyvinuta nová metoda polymeračního odlévání čoček podle vynálezu. Podstata způsobu polymeračního odlévání čoček podle vynálezu spočívá v tom, že se rotační odlévání provádí na konvexní, dolu obrácené ploše formičky, jejíž zbývající prostor je vyplněn specificky hmotnější kapalinou nemísitelnou s nadávkovanou iniciovanou monomerní směsí ani s jejími jednotlivými složkami.

Postup podle vynálezu má značné výhody například v tom, že konkávní straně čočky přiléhající na okd lze dodat libovolný tvar, například vytvořením radikálních nebo šikmých kanálků, umožňujících výměnu slz v prostoru mezi čočkou a rohovkou, a tím zásobování eliptických, torických ploch.

Okraje čočky na straně přiléhající k oku mají rovněž tvar formy, takže je není potřeba dodatečně upravovat.

Dokud čočka přiléhá ke konvexní části formy lze její vnější konvexní stranu upravovat zejména v suchém stavu v podobě xerogelu, například soustružením nebo leštěním. Po zbotnání lze čcčku velmi sandno oddělit od formy. Postup lze použít k odlévání v oboustranné neuzavřené formě. Odpadá vůbec potřeba inertního plynu, protože polymerující směs je od atmosféry dokonale oddělena specificky hmotnější pomocnou kapalinou. Vysoké povrchové napětí specificky hmotnějších pomocných kapalin, například koncentrovaných solných roztoků, způsobuje ostré zakřivení meniskú.

Způsob rotačního odlévání čoček podle vynálezu lze provést jak v kolonovém uspořádání forem, tak jednotlivě.

Zařízení k provádění způsobu podle vynálezu v kolonovém uspořádání sestává z kalibrované trubice dole uzavřené a opatřené jednosměrným ventilkem pro přívod specificky hmotnější kapaliny, v nichž jsou do sloupce zařazeny formy opatřené kanálky spojujícími prostory nad dnem formy a pod ním, přičemž kalibrovaná trubice, která je nahoře i dole uložena v kuličkových ložiskách, prochází nahoře řemenicí pro vertikální rotaci a ve směru horizontálním je uložena v otočném čepu pro otočení trubice kolem horizontální osy a odklon trubice od vertikály během rotace.

Při provádění polymerace jednotlivě se postupuje tak, že se provádí odlévání v rotujících jednotlivých formách umístěných například v karuselech a ponořených do pomocné kapaliny.

CS 272334 Bl

Zařízení k provádění tohoto způsobu sestává z formy na jejíž konvexní stranu je nasazen- klobouček naplněný specificky hmotnější kapalinou a opatřený propichovacím uzávěrem pro dávkování monomerni směsi, přičemž forma je nasazena na otáčivý trn.

Vpravení iniciované monomerni směsi do formy lze provést několika způsoby, přičemž rozlití monomerni směsi do dolů obrácené konvexní ploše se řídí otočkami při rotaci. Při vysokých otáčkách, obvykle nad 800 pm (v závislosti na rozdílu sepcifiokých hmotností obou kapalin), se monomerni směs drží v ose rotace v podobě kapky obklopené ze všech stran pomocnou, specificky těžší kapalinou, kdežto po snížení otáček na hodnotu, která závisí na žádaném konečném tvaru, se monomerni, zprvu dobře tekoucí směs rozlije po celé konvexní ploše formy až k ostré hraně. Kromě otáček lze optickou mohutnost čočky řídit-i odklonem rotující formy od vertikální osy.

Při provádění způsobu podle vynálezu se monomerni směs nadávkuje do každé formy před jejím zasunutím do kalibrované trubice, načež po zasunutí poslední formy se za rotace celá trubice vyplní pomocnou kapalinou specificky hmotnější než monomerni směs.

Další možností je, že se librované trubice a ponořenou celé trubice a jejím uzavření se otočí o 180° okolo středu, pod formu obrácenou konvexní stranou nahoru, zasunutou do kav pomocné kapalině nadávkuje monomerni směs, a po naplnění se trubice nechá rotovat při 800 až 10 000 otáčkách a poté otáčky se sníží a monomerni směs se zpolymeruje.

Může se však postupovat tak, že na konvexní ploše formy se nechá zmrznout odměřená kapka monomerni směsi, formy se zavedou do kalibrované trubice, dole opatřené závěrem a kanálkem pro napuštění pomocné kapaliny, zbývající prostor celé trubice se pak vyplní specificky hmotnější pomocnou kapalinou napuštěnou zdola, trubice se uzavře a formy se za rotace zahřejí, přičemž se zmrzlá kapka monomerni směsi roztaví, rozprostře po dolů obrácené konvexní straně formy a za rotace zpolymeruje.

Způsob plnění forem monomerni směsí při odlévání v rotujících jednotlivých formách umístěných v karuselu a ponořených do pomocné kapaliny se děje například tak, že se monomerní směs dávkuje pod střed jednotlivých forem rotujících v pomocné kapalině.

Povrch konvexní řásti formy je upraven výbojem nebo chemicky tak, aby byl monomerni směsí smáčivý, zatímco ostatní části jsou monomerni směsí nesmáčivé.

Jako specificky hmotnější pomocné kapaliny mohou být použity rtuí, lehce tavitelné slitiny kovů, nasycené roztoky některých solí jako uhličitan draselný síran sodný

Na₉S0₄, hydrogenfosforečnan sodný Na₂HP0₄ nebo jejich nízkotavitelné hydráty.

Jako odlévací směsi mohou být použity iniciované monomerni směsi s nebo bez rozpouštědel nemísitelné s pomocnou kapalinou nebo přímo roztoky polymerů, které je možno zesítovat nebo jsou termoreversibilní, například želatina, kolagen ap.

Je zřejmé, že místo chemických iniciátorů lze polymeraci iniciovat i zářením, například elektromagnetickým, zářením vhodné vlnové délky, například UV, pokud materiál forem i trubice toto záření propouští dostatečnou měrou. Takovými materiály jsou křemenné sklo a některé plasty. Pro polymeraci v koloně jsou formy opatřeny kanálky mezi jednotlivými prostory tak, že při plnění zezdola nemůže v žádném prostoru·zůstat vzduch.

K bližšímu objasnění vynálezu jsou na připojených výkresech schematicky znázorněny příklady některých funkčně významných částí zařízení.

Na obr. 1 je v axiálním řezu schematicky znázorněno kolonové uspořádání pro odlévání na konvexní straně formy, na obr. 2 a 6 jsou znázorněny podélné řezy odlévacích forem a na obr. 3 a 5 je jejích půdorys a na obr. 4 řez uspo.řádání forem. Na obr, 7 a 0 je axiální řez uspořádání forem s nadávkovanou monomerni směsí. Na obr. 9 je v podélném řezu znázorněno zařízení pro odlévání v jednotlivých zvlášt osazených formách například karuselu. Na obr. 10 je podélný řez části kalibrované trubice s dávkováním monomerni směsi.

CS 272334 Bl •a

Povrch konvexní části formy je upraven výbojem nebo chemicky tak, aby byl monomerní směsí smáčivý, zatímco ostatní části jsou monomerní směsí nesmáčivé.

jako specificky hmotnější pomocné kapaliny mohou být použity rtut, lehce tavitelné slitiny kovů, nasycené roztoky některých solí jako uhličitan draselný l^CO^, síran sodný NazSO^, hydrogenfosforečnan sodný nebo jejich nízkotavitelné hydráty.

Jako odlévací směsi mohou být použity iniciované monomerní směsi s nebo bez rozpouštědel nemísitelné s pomocnou kapalinou nebo přímo roztoky polymerů, které je možno zesítovat nebo jsou termoreversibilní, například želatina, kolagen ap.

Je zřejmé, že místo chemických iniciátorů lze polymeraci iniciovat i zářením, například elektromagnetickým, zářením vhodné vlnové délky, například UV, pokud materiál forem i trubice toto záření propouští dostatečnou měrou. Takovými materiály jsou křemenné sklo a některé plasty. Pro polymeraci v koloně jsou formy opatřeny kanálky mezi jednotlivými prostory tak, že při plnění zezdola nemůže v žádném prostoru zůstat vzduch.

K bližšímu objasnění vynálezu jsou na připojených výkresech schematicky znázorněny příklady některých funkčně významných částí zařizení.

Na obr. 1 jev axiálním řezu schematicky znázorněno kolonové uspořádání pro odlévání n= konvexní straně formy, na obr. 2 a 6 jsou znázorněny podélné řezy odlávacích forem a na obr. 3 a 5 je jejich půdorys a na obr. 4 řez uspořádání forem. Na obr. 7 a B je axiální řez uspořádání forem s nadávkovanou monomerní směsí. Na obr. 9 je v podélném řezu znázorněno zařízení pro odléváni v jednotlivých zvlášt osazených formách například karuselu. Na obr. 10 je podélný řez části kalibrované trubice s dávkováním směsi.

Zařízení schématicky znázorněné v axiálním řezu na obr. 1 sestává z kalibrované trubice která je na obou koncích uložena v ložiskách 2, 3, opatřena uzávěry 4_, 5. umístěnými elastickými rozpěrnými kroužky 6_, 2· Uzávěry 4., 5. jsou opatřeny ventilky 9,i 10 a kalibrovaná trubice nahoře prochází řemenicí 11, jejíž pomocí se kalibrovaná trubice χ uvede do vertikální rotace.

V místě horizontální osy je kalibrovaná trubice _1 uchycena do otočného čepu 12 pro otáčení kalibrované trubice 1_ kolem horizontální osy, případně dosažení odklonu kalibrované trubice 1_ od vertikály.

Na obr. 2 je znázorněna odlévací forma 13 opatřena kanálky 14 a na obr. 3 je půdorys této formy 13.

Na obr. 4 je znároněno v axiálním pohledu uspořádání forem 13 opatřených kanálky 14 a směr proudění pomocné -kapaliny £5.

Na obr. 5 je v půdorysu znázorněna forma 13 jejíž konvexní plocha 16 je opatřena kanálky 15 a na obr. 6 je podélný řez touto formou 13.

Na obr. 7 je v axiálním řezu znázorněno uspořádání forem 13 konvexní stranou nahoru, kdy kalibrovaná trubice 1^ je otočena dnem nahoru při dávkování monomerní směsi 16.

Na obr. 8 je znázorněno uspořádání forem 13 po otočení kalibrované trubice 1_ o 180° kolem horizontální osy při odlévání čoček. Přitom se na konvexní části formy 13 vytvoří čočka 23 s optimálním okrajem 17.

Zařízení pro odlévání v jednotlivých zvláší osazených formách 13 například v karuselu znázorněné na obr. 9, sestává z formy 13 na jejíž konvexní stranu 18 je nasazen klobouček 19 opatřený propichovacím uzávěrem 20 pro dávkování monomeru, přičemž forma 13 je nasazena na otáčivý trn 21.

Na obr. 10 je podélný řez částí kalibrované trubice jL s formami 13 konvexní plochou 18 nahoru, přičemž kalibrovaná trubice 1^ je opatřena otvorem 22 pro dávkovači jehlu.

Vynález je dále objasněn na príkadech, aniž se na ně omezuje.

CS 272334 Bl

Příklad 1

Na polystyrénovou formu 13 obrácenou hydrofilizovanou konvexní části 10 dolů se nasadí klobouček 19 opatřený dole ve středu propichovacím závěrem 20 a naplněný koncentrovaným roztokem hydrogenfosforečnanu sodného Na₂HP0^, obr. 9. Poté se forma 13 nasune na otáčivý trn 21, který se roztočí na 1 000 ot/min. Pak se za rotace nadávkuje jehlou propichovacím uzávěrem 20 40 mg acetylethylenglykolmethakrylátu s obsahem 0,01 % benzoinmethyletheru a 0,3 ‘a ethylendimethakrylátu (EDMA), otáčky se sníží na 350 až 550 podle potřebných dioptrií a pak se ozáří světlem vysokotlaké rtuíové výbojky. Po 15 minutách se forma 13 se zpolymerovanou čočkou nechá prát v 1 N kyselině sírové H₂S0₄, kde se acetátová skupina zhydrolyzuje a čočky zbotnají.

Příklad 2 mg monomerní směsi 2-hydroxyethylmethakrylátu s obsahem 0,05 % benzoinmethyletheru se nadávkuje do obrácených polypropylenových forem 13 umístěných ve vertikální kalibrované trubici .1, viz obr. 1 a 10, naplněné koncentrovanými roztokem soli uhličitanu draselného K₂C0₃ ve vodě. For,my 13 jsou po jedné posunovány kalibrovanou trubicí JL, do které se ze strany otvorem 22 zasunuje dávkovači jehla. Po nadávkování se kalibrovaná trubice 1. roztočí cca na i 200 ot/min. Poté se kalibrovaná trubice 1. otočí o 180° a otáčky se sníží na 350 až 500 ot/min, podle žádané dioptrické mohutnosti a kalibrovaná trubice 1^ se ozařuje výbojkou UV světlem o vlnové délce 350 mm. Pak se formy 13 se zpolymerovanými čočkami perou v destilované vodě 60 °C teplé a v ní také odbotnají.

Příklad 3 mg polymeračního roztoku sestávajícího z 80 % 2-hydroxyethylmethakrylátu, 20 % glycerinu a 0,1 % isopropylperkarbonátu se nanese na vrchol polystyrénové formy 13., jejíž konvexní plocha 18 je hydrofilisována výbojem, formy 13 se umístí do vertikální kalibrované trubice JL, kterou se nechá proudit suchý dusík o teplotě -30 °C. Kapky monomerní směsi ztuhnou a po naplnění kalibrované trubice 1. podchlazeným nasyceným roztokem síranu sodného NajSO^ se kalibrovaná trubice 1. roztočí na 450 ot/min. Pak se kolona zahřeje na 40 °D až směs zpolymeruje. Potom se formy 13 s čočkami perou v teplé vodě až odbotnají, viz obr. 1.

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Způsob rotačního odlévání čoček z organických polymerů, vyznačený tím, že se rotační odlévání provádí na konvexní, dolu obrácené ploše formy, jejíž 'zbývající prostor je vyplněn specificky hmotnější kapalinou nemísitelnou s nadávkovanou iniciovanou monomerní směsí ani s jejími jednotlivými složkami, například rtutí, lehce tavitelnými slitinami kovu, nasycenými roztoky solí jako uhličitanu draselného, síranu sodného, hydrogenfosforecnanu nebo jejich nízkotavitelných hydrátů.
2. Způsob rotačního odlévání čoček podle bodu 1, vyznačený tím, že se monomerní směs nadávkuje do každé formy před jejím zasunutím do kalibrované trubice, načež po zasunutí poslední formy se za rotace celá kalibrovaná trubice vyplní pomocnou kapalinou specificky hmotnější než monomerní směs, například rtutí, lehce tavitelnými slitinami kovu, nenasycenými roztoky solí, jako uhličitanu draselného, síranu sodného, hydrogenfosforečnanu nebo jejich nízkotavitelných hydrátů.
3. Způsob rotačního odlévání čoček podle bodu 1, vyznačený tím, že se na konvexní ploše formy nechá zmrznout odměrná kapka monomerní směsi, forma se zavede do kalibrované trubice, dole opatřené uzávěrem a ventilem pro napuštění specificky hmotnější pomocné kapaliny, zbývající prostor celé kalibrované trubice se pak vyplní touto kapalinou napuštěnou zdola, kalibrovaná trubice se uzavře a formy se za rotace zahřejí, přičemž se zmrzlá

CS 272334 Bl kapka monomerní směsi roztaví, rozprostře po dolů obrácené konvexní straně formy a za rotace zpolymeruje.
4. Způsob rotačního odlévání čoček podle bodu 1, vyznačený tím, že se pod formy obrácené konvexní stranou nahoru, zasunuté do kalibrované trubice a ponořené ve specificky hmotnější kapalině nadávkuje monomerní směs, a po naplnění celé kalibrované trubice a jejím uzavření se kalibrovaná trubice nechá rotovat při 800 až 10 000 otáčkách a poté se otoči o 180° okolo středu, otáčky se sníží a monomerní směs se zpolymeruje.
5. Způsob rotačního odlévání podle bodu 1, vyznačený tím, že se monomerní směs dávkuje pod střed jednotlivých forem rotujících v kapalině specificky hmotnější.
6. Způsob podle bodů 1 až 4, vyznačený tím, že se díoptrická hodnota čoček řídí nakláněním osy od vertikály.
7. Zařízení k provádění způsobu podle bodů 1 až 4, v kolonovém uspořádání, vyznačené tím, že sestává z kalibrované trubice (1) dole uzavřené jednosměrným ventilem (10) pro přívod specificky hmotnější kapaliny, v níž jsou do sloupce zařazeny formy (13) opatřené kanálky (14) spojujícími prostory nad dnem formy (13) a pod ním, přičemž kalibrovaná trubice (1), která je nahoře i dole uložena v kuličkových ložiskách (2, 3) prochází nahoře řemenicí (11) pro vertikální rotaci a ve směru horizontálním je uložena v otočném čepu (12) pro otočení kalibrované trubice (1) kolem horizontální osy a odklon kalibrované trubice (1) od vertikály během rotace.
8. Zařízení pro provádění způsobu podle bodů 1 a 5, vyznačené tím, že sestává z formy (13) na jejíž konvexní stranu (18) je nasazen klobouček (19) naplněný specificky hmotnější kapalinou, například koncentrovaným roztokem uhličitanu draselného, a opatřený propichovacxm uzávěrem (20) pro dávkování monomerní směsi, přičemž forma (13) je nasazena na otáčivý trn (21).
9. Zařízení podle bodů 7 a 8, vyznačené tím, že konvexní strana (18) formy (13) je smáčivá odlévanou směsí.