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Verfahren zum Gießen von Linsen, z. B. für Augenkorrekturen, aus Kunstharz
sowie Linsenteil zur Durchführung dieses Verfahrens Die Erfindung bezieht sich auf
ein Verfahren zum Gießen von Linsen, z. B. für Augenkorrekturen, aus Kunstharz,
die aus zwei miteinander verbundenen Linsenteilen bestehen, nämlich einem ersten,
bereits polymerisierten Teil und einem zweiten, zunächst als monomere Masse auf
den ersten Linsenteil in einer Gießform aufgebrachten Teil, sowie auf einen zur
Durchführung des genannten Verfahrens vorgefertigten ersten, bereits polymerisierten
Linsenteil.
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Bekanntlich ist die Fabrikation von solchen Linsen insofern besonders
schwierig, als die Schrumpfung des Kunstharzes während der Polymerisation oder Verfestigung
berücksichtigt werden muß.
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Ein Mittel zur Überwindung dieser Schwierigkeit besteht darin, auf
die Teile der Gußform, in welche das monomere Harz eingegossen worden ist, einen
außerordentlich hohen Druck auszuüben. Diese Maßnahme kann zwar dann befriedigende
Resultate geben, wenn thermoplastische Harze zur Anwendung kommen. Diese Maßnahme
führt jedoch nicht zum Erfolg, wenn wärmehärtbare Harze verwendet werden.
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Es ist üblich, beim Gießen von wärmehärtbarem monomerem Harz in einer
Gießform, die aus zwei Glasformteilen besteht, eine ringartige Verbindung aus neutralem
plastischem Stoff anzuwenden, welche zwischen die beiden Formteile eingegeben wird
und welche nicht nur eine Abdichtung der Form, sondern gleichzeitig auch die Stärke
des Endproduktes bewirkt und bedingt. Die derart vorbereitete Form wird dann in
eine Heizapparatur verbracht, so daß der Atmosphärendruck genügt, um die Teile der
Form mit dem Gießmaterial während dessen Verfestigung stets in Berührung zu halten.
Wenn die genannte ringartige Verbindung der beiden Gießformteile so zusammendrückbar
ist, daß die beiden Gießformteile sich einander genügend nähern können, dann werden
vollständig verfestigte Linsen hergestellt, selbst wenn sich beim Übergang aus dem
monomeren oder flüssigen in den polymeren oder festen Zustand das Volumen des gegossenen
Linsenstückes um 15 bis 2O0/o zusammenzieht oder schrumpft. Derart können brennpunktlose
Linsen in einfacher Weise hergestellt werden, bei welchen die Flächenkrümmung an
der Außen- und Innenseite im wesentlichen gleich ist und parallel zueinander verläuft.
Das gleiche trifft für solche Linsen zu, welche nur geringe dioptrische Wirkung
haben, bei denen also die Wandstärke in der Mitte der Linse etwa gleich ist derjenigen
an den Rändern.
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Sollen dagegen durch Gießen Linsen der vorgenannten Art hergestellt
werden, deren Wandstärke in
der mittleren Zone von derjenigen an den Randzonen erheblich
abweicht, dann erfolgt die Schrumpfung des Gießmaterials außerordentlich ungleichmäßig.
Es ist daher äußerst wichtig, daß vor allem für die Randzonen einer divergierenden
oder konkaven Linse und nicht so sehr für deren mittlere Zone, wobei das Entgegengesetzte
für konvergierende oder konvexe Linsen der Fall ist, unbedingt verhindert wird,
daß die Formteile sich während der Verfestigung des monomeren Gießmaterials einander
nähern oder sich verformen können, da ja in der mittleren Zone die auszugleichende
Schrumpfung ungleich ist derjenigen an den Randzonen derartiger Linsen.
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Es ist weiterhin darauf zu verweisen, daß dann, wenn auf die Formteile
eine sehr hohe Druckwirkung ausgeübt wird, um diese Teile einander zur Anpassung
an die Gießmasse während deren Verfestigung zu nähern, nicht der gewünschte Erfolg
erzielt werden kann, da es eine Besonderheit von wärmehärtbaren Harzen ist, daß
sie sich nicht mehr von dem Zeitpunkt an durch Wärme verformen lassen, in dem die
»Retikulation«, d. h. die Bildung von Querketten zwischen linearen Ketten, erreicht
ist. Bei dem Prozeß der Polymerisation der Monomeren von wärmehärtbaren synthetischen
Harzen beginnt diese Retikulation
von der Gelierperiode oder dem
Festwerden der Masse an, d. h. im ersten Stadium der Polymerisation.
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Um diesem Umstand Rechnung zu tragen, wurde bereits so vorgegangen,
für die Herstellung von Linsen der genannten Art Formen zu verwenden, deren einer
Formteil plastisch ist und insbesondere aus einem Polymeren eines gegossenen Monomeren
besteht. Dieser plastische Formteil integriert dann mit der erzeugten Linse, verbleibt
also einteilig an dem eigentlichen Linsenkörper, so daß die Außenfläche dieses plastischen
Formteiles die eine Außenfläche des fertigen Linsenkörpers darstellt.
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Bei einem derartigen Fertigungsverfahren ergeben sich zwar gute Erzeugnisse
für die Herstellung durch Polymerisation von solchen Linsen, welche für hohe dioptrische
Wirkungen bestimmt sind. Es liegt jedoch bisher stets der Nachteil vor, daß eine
ungenügend starke Verbindung des eigentlichen Linsenmaterials mit dem plastischen
Formteil eintritt. Der genannte plastische polymere Formteil und das monomere Linsenmaterial
haften nach der Verfestigung des letzteren lediglich lösbar aneinander, so daß sich
beide Linsenteile dann, wenn der gesamte Linsenkörper einer äußeren Bearbeitung,
z. B. durch Formgebung des Außenrandes, Bohren, Polieren usw., unterworfen wird,
voneinander abheben können.
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Zweck der Erfindung ist es daher, derartige Nachteile auszuschalten,
so daß der »Gußformteil« und der »Gußlinsenteil« des Linsenkörpers nach der Polymerisation
des letzteren stets fest zusammenhalten und auch bei stärksten äußeren Beanspruchungen
sich nicht voneinander lösen.
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Gemäß der Erfindung wird zu diesem Zweck vor allem ein Verfahren
der eingangs genannten Art vorgeschlagen, bei welchem diejenige Fläche des bereits
polymerisierten ersten Linsenteiles, mit welcher der zu gießende zweite, eigentliche
Linsenteil in Berührung tritt, vor dem Gießvorgang mattiert oder aufgerauht wird
und daß für beide Linsenteile ein Allylderivat, insbesondere Allyl-Diglycol-Carbonat,
rein oder als mit unterschiedlichen Monomeren hergestelltes Mischpolymerisat verwendet
wird.
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Hierbei wird nach einem weiteren Erfindungsmerkmal für die Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens der vorgefertigte erste, bereits polymerisierte
Linsenteil derart ausgebildet, daß dieser Linsenteil von zwei zueinander parallel
verlaufenden Kurvenflächen begrenzt ist und eine Wandstärke aufweist, welche durchgehend
im wesentlichen gleich der geringsten Wandstärke der fertigen bearbeiteten Linse
ist.
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Versuche haben gezeigt, daß derart hergestellte zusammengesetzte
»Doppellinsen« durchgehend einstückig bleiben, da:sich die beiden anfänglich getrennten
Linsenteile innig miteinander verbinden und nicht mehr voneinander lösen.
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Diese Eigenschaft einer erfindungsgemäß hergestellten Linse kann
dadurch erklärt werden, daß durch die Aufrauhung oder Mattierung der betreffenden
Formfläche des polymeren »Gußformteiles«, welche mit dem »Gußlinsenteil« in Berührung
tritt, eine sehr viel größere Haftfläche erzielt wird, als es bei einer glatten
Oberfläche möglich wäre. Das Aufquellen des polymeren »Gußformteiles« durch das
monomere Linsenmaterial kommt derart an der Berührungsfläche der beiden Linsenbestandteile
verstärkt zur Wirkung, so daß die Verschmelzung des »Gußformteiles« mit dem »Gußlinsenteil«
nach der Poly-
merisation des letzteren bei der fertigen Linse praktisch vollständig
ist. Eine Trennung der beiden Linsenteile kann auf Grund der angestellten Versuche
nicht mehr eintreten. Ein besonderer Vorteil ergibt sich aus der völligen Verschmelzung
der beiden Linsenteile dahingehend, daß der Linsenkörper fehlerlos durchsichtig
oder durchscheinend ist.
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Offenbar lassen sich in der vorgenannten Weise die unterschiedlichsten
Linsenformen und -arten für optische Zwecke und zum Zweck der Augenkorrektur usw.
leicht herstellen.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die vorgenannte
Verbindung zwischen den beiden Gußformteilen in Fortfall kommen kann.
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Die Erfahrung hat gezeigt, daß durch diesen Fortfall der genannten
Verbindung die Polymerisation des Monomeren in keiner Weise nachteilig beeinflußt
wird. Der für die Polymerisation an sich hinderliche Einfluß der Umgebungsluft hat
offenbar die günstige Wirkung, daß am Rand des Linsenkörpers während dessen Verfestigung
eine gelartige Zone verbleibt, die die Rolle der genannten Dichtungsverbindung übernimmt,
um zwischen der Gießmasse und der Glasform stets den gewünschten Kontakt zu erhalten.
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Die Herstellung und Ausbildung von besonderen Ausführungsbeispielen
der Erfindung wird an Hand schematischer Zeichnungen beschrieben.
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Fig. 1 zeigt die Herstellung einer für Augenkorrektur und andere
Zwecke bestimmten konvergierenden Linse; Fig. 2 zeigt den entsprechenden fertigen
Linsenkörper; Fig. 3 erläutert die Herstellung einer divergierenden Linse für die
vorgenannten Zwecke; Fig. 4 zeigt den gemäß Fig. 3 hergestellten fertigen Linsenkörper.
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Der in Fig. 2 im Querschnitt dargestellte konvergierende Linsenkörper
wird gemäß Fig. 1 in einer Form erzeugt, die aus zwei z. B. aus Glas bestehenden
Formteilen 10 und 11 besteht, von denen der Formteil 10 konvex und der Formteil
11 konkav ausgebildet ist. Vor dem Gießvorgang wird auf die Formfläche 12 des konvexen
Formteiles 10 eine Linse 13 übergelegt, deren Außenflächen eine zueinander parallel
verlaufende Krümmung aufweisen. Diese Linse 13 weicht daher in ihrer Form von dem
noch herzustellenden Linsenkörper 15 ab und besteht aus einem plastischen Polymeren.
Diejenige Fläche 14 der Linse 13, welche der vorgenannten Anlagefläche 12 gegenüberliegt,
ist auf mechanische Weise mattiert worden. Der weitere konkave Formteil 11 wird
nach Eingießen des monomeren Kunstharzes in Form der Linsenfüllung 15 dann gegen
die mattierte Fläche 14 der Linse 13 angelegt.
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Die auf diese Weise gebildete Gießformeinheit mit der Gießmasse wird
nunmehr ohne eine Randverbindung der Formteile in die übliche Heizapparatur verbracht.
Nach dem Ablauf der notwendigen Zeitdauer für die Umbildung des Monomeren der Gießmasse
werden die beiden Formteile voneinander abgehoben und der Linsenkörper 15 aus der
Form entnommen. Dieser Linsenkörper 15 ist einteilig mit der Linsel3 verschmolzen
(Fig. 2), so daß ein fester homogener Körper vorliegt, der durchsichtig und isotrop
ist, ohne daß sich eine Trennlinie oder Trennfläche zeigt, die der Berührungsfläche
oder den Berührungslinien der beiden Teile 13 und 15 entspräche. Der fertige Linsenkörper
der Fig. 2
ist ohne weiteres gebrauchsfertig, nachdem durch einfache
mechanische Bearbeitung Umriß und Form des Linsenkörpers hergestellt worden sind.
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Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die Wandstärke des »Gußformteiles«
13 so gewählt wird, daß diese Wandstärke der Randbreite des fertigen Linsenkörpers
entspricht, so daß die monomere Gießmasse 15 zwischen den linsenförmigen Gießformteil
13 und den Rand des Formteiles 11 ohne jede Randverbindung eingegeben wird.
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Für die Herstellung eines divergierenden Linsenkörpers gemäß Fig.
4 wird entsprechend Fig. 3 eine Gießform verwendet, welche einen konvexen Formteil
20 und einen konkaven Formteil 21 aufweist, so daß der linsenförmige »Gußformteil«
23 auf der Oberfläche 22 des konkaven Formteiles 21 aufliegt.
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Die Formfläche 24 des »Gußformteiles«23 ist wiederum mattiert worden.
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Auf diese Fläche 24 wird die monomere Linsenmasse 25 verbracht und
anschließend dann der konvexe Formteil 20 aufgesetzt. Die Polymerisation und Entnahme
des fertigen Linsenkörpers erfolgt in der vorbeschriebenen Weise.
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Ersichtlich ist im Fall der Fig. 3 und 4 die Wandstärke des »Gußformteiles«
23 etwa entsprechend der Stärke des »Gußlinsenteiles« 25 gewählt, so, wie sie in
der Mittelzone 26 der fertigen Linse vorliegt.