DE2321886A1 - Verfahren zur herstellung von lichtpolarisierenden kunststofflinsen und dafuer geeignete form - Google Patents

Verfahren zur herstellung von lichtpolarisierenden kunststofflinsen und dafuer geeignete form

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Description

POLAROID CORPORATION 730 Main Street, Cambridge, Mass. 02139, U.S.A.
Verfahren zur Herstellung von lichtpolarisierenden Kunststofflinsen und dafür geeignete Form.
Die Erfindung betrifft lichtpolarisierende Verbundlinsen aus Kunststoff unter Anwendung eines nachgiebigen Formteile bei der Herstellung, wobei Linsenteile in situ polymerisiert werden an jeder Seite eines lichtpolarisierenden Elements, welches von dem nachgiebigen Formteil gehalten wird. Dieses Formteil weist auch noch zusätzlich Kalibrierungsmarken auf, die den Eingriff oder die Beschichtung mit dem lichtpolarisierenden Element gestatten zur genauen Anzeige der Lage der Achsen des lichtpolarisierenden Elements im Hinblick zu dem Formteil. Das lichtpolarisierende Element wird in einem Abstand von einem starren Formteil gehalten, welches ganz allgemein seiner Kontur folgt entweder a) durch Anwendung von Mitteln für die Aufrechterhaltung eines vorbestimmten Abstandes zwischen der Fläche des lichtpolarisierenden Elements und dem starren Formteil zugekehrt dieser Fläche, welches Vorspränge oder Nasen über den Umfang oder die Peripherie des lichtpolarisierenden Elements besitzt
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oder b) indem Vorsprünge oder Nasen an dem starren. Formteil vorgesehen werden, wobei die innere Fläche des starren Formteils sich in einem vorbestimmten Abstand von der zugekehrten Fläche des lichtpolarisierenden Elements befindet.
Die Erfindung geht aus von" der Herstellung lichtpolarisierender Augengläser (ältere Anmeldung P 21 18 906), wobei die Linsen im allgemeinen je nach den gewünschten Dioptrien zur Anpassung der Augen des Trägers und zur Erleichterung der Korrektur benützt werden, wobei jedoch gleichzeitig der Träger dieser Brillen den Vorteil hat, der zusammenhängt mit der Anwendung eines lichtpolarisierenden Materials. Die Herstellung solcher Linsen geschieht mit einem nachgiebigen Formteil, welches Mittel zur Kalibrierung oder Indexmittel umfaßt zur Zusammenwirkung mit dem lichtpolarisierenden Element, so daß die Lagebeziehung der Achsen des lichtpolarisierenden Elements zu dem Formteil genau bekannt ist. Zusätzliche formintegrale Indexmittel sind vorgesehen und bewirken bei der Herstellung der Linsenrohlinge eine physikalische Konfiguration für die Zusammenwirkung beim Linsenschleifen, so daß die Achsen des lichtpolarisierenden Elements in den Verbund-Rohlinsen orientiert sind für eine vorbestimmte Lage zu der Schleifvorrichtung, wie man sie für die Nachbearbeitung des Produkts anwendet. Darüberhinaus umfaßt das erfindungsgemäße System ein starres Formelement, brauchbar für obigen nachgiebigen Formteil, welches über die Peripherie Nasen aufweisen kann, um zu gewährleisten, daß es in einer vorbestimmten Abstandslage- zu einem lichtpolarisierenden Element gehalten wird. Nach der Erfindung ist ein lichtpolarisierendes Element in einem Abstand gehalten zu einem zugekehrten starren Formelement mit Vorsprüngen oder Nasen an seinem Umfang.
Bei dem Verfahren nach obigem älteren Vorschlag werden die Kunststofflinsen im allgemeinen dadurch hergestellt, daß ein monomeres Material unmittelbar an jede Seite eines licht-
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polarisierenden Elements, fixiert in einer Form, eingebracht wird. Die entsprechenden Krümmungen der Flächen der herzustellenden Linsen ergeben sich natürlich aus den Flächenkrümmungen der Formelemente, die der entsprechenden Fläche des lichtpolarisierenden Elements zugekehrt sind und von dieser in einem gewissen Abstand vorliegen. Wie sich noch zeigen wird, werden die Kunst st off linsen im allgemeinen auf eine "bestimmte Dioptrie geschliffen, und zwar nur an der Rückseite oder konkaven Fläche der Linse. Das lichtpolarisierende Element sollte daher im geringen Abstand von der konvexen Linsenseite sich befinden soweit als möglich, wodurch der konkave in situ polymerisierte Teil wesentlich stärker ist als der konvexe in situ polymerisierte Teil. Dies wird im allgemeinen dadurch erreicht, daß ein lichtpolarisierendes Element in eine Form.eingesetzt und unmittelbar um die Peripherie dieses Elements unddirekt darauf eine kleine zerbrechliche Einheit eines Dichtungsmaterials gegehen wird, worauf dann das obere Formelement aufgelegt wird. Die Anwendung eines solchen Dichtungsmaterials ist ein wesentliches Hindernis für gleichmäßig qualitativ hochwertige Yerbundlinsen zu vernünftigen Preisen. Eine der größten Schwierigkeiten ist mit der Handhabung des Dichtungsmaterials verbunden.
Nach vorliegender Erfindung ist es nun möglich, Yerbundlinsen herzustellen aus Kunststoff mit lichtpolarisierenden Eigenschaften ohne Anwendung eines besonderen Dichtungsmaterials, da zumindest eines der starren Formelemente oder der lichtpolarisierende Einsatz mit einem abstehenden Randbereich versehen ist oder am Umfang Nasen oder Vorsprünge aufweist oder dergl., wodurch ein vorbestimmter Abstand zwischen zumindest einer Fläche des lichtpolarisierenden Elements und der komplementären Formkomponente entsteht.
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Es ist offensichtlich, daß man viele Vorteile erreicht, wenn ein hartes Kunststoffmaterial optischer Qualität für Brillengläser bzw. Kontaktlinsen anstelle von Glas verwendet wird. Kunststoffe sind "bruchfester als Glas, erfordern keine so hohen Temperaturen zur Herstellung einer gewünschten Linse wie Glas, da sie leichter bei niedereren Temperaturen gegossen werden können« Im allgemeinen ist keine so aufwendige Schleifund Polierarbeit notwendig, wie dies im allgemeinen bei Glaslinsen der Fall ist. Bis die modernen transparenten Kunststoffe optischer Qualität auf den Markt kamen, war es sehr ungünstig, Kunststofflinsen herzustellen, da die meisten der zur Verfugung stehenden Kunststoffe weich und daher sehr abriebempfindlich waren. Außerdem waren in den Fällen, in denen harte warmhärtende Harze für die Herstellung der Linsen angewandt wurden, diese schwierig in der für Augengläser erforderlichen Dicke zu behandeln. Bisher konnten Menschen, die korrigierende Linsen zur Wiederhersteilung und/oder Erhaltung ihrer Sehfähigkeit benötigten, nicht die Vorteile polarisierender Linsen genießen, die vollständig aus Kunststoff bestanden. Die wenigen zur Verfugung stehenden polarisierenden Augengläser enthielten Glaselemente, zwischen denen sich ein polarisierendes Element befand. Dadurch wurde aber keine der mit der Verwendung von Glaslinsen verbundenen Schwierigkeiten beseitigt und außerdem waren derartige Linsen aufgrund der mit der Herstellung verbundenen Schwierigkeiten und dem hohen Ausschuß sehr teuer.
Aufgabe der Erfindung ist nun eine Formkomponente zur Herstellung von Verbund-Kunststofflinsen, enthaltend ein lichtpolarisierendes Element. Bei diesen Formen ist ein wesentlicher Bestandteil ein nachgiebiger Formteil, der integral enthält Kalibrier- oder Indexmittel für die Zusammenwirkung mit einem lichtpolarisierenden Element zur genauen Anzeige der Lagebeziehung zwischen den Achsen des lichtpolarisierenden Elements
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\ind dem Formteil. Mit Hilfe der integralen Indexmittel wird dem lichtpolarisierenden Kunststoffelement eine physikalische Konfiguration verliehen, die zusammenwirkt mit den Schleifmitteln, so daß die Lagebeziehung der Achsen des lichtpolarisierenden Elements der Verbund-Kunststofflinsen in spezieller vorbestimmter Beziehung steht zu der Linsen-Schleifanlage. Veiters ist Aufgabe der Erfindung die Herstellung von geschliffenen lichtpolarisierenden Verbund-Kunststofflinsen ohne der Notwendigkeit der Ausrichtung der optischen Achsen unmittelbar vor dem Schleifen.
Ein weiteres wichtiges Teil der erfindungsgemäß angewandten Form ist ein starres Formelement, welches so ausgestattet ist, daß ein vorbestimmter Abstand zwischen einer ihrer Flächen und der zugekehrten Fläche einer vorbestimmten Schicht gewährleistet ist. Nach der Erfindung lassen sich lichtpolarisierende Augengläser oder Linsen in wirtschaftlicher Weise und mit geringem Ausschuß herstellen. Ein weiteres Merkmal der Erfindung liegt in der lichtpolarisierenden Unterkombination der in situ polymerisierten Verbundlinsen mit der Unterkombination, enthaltend ein lichtpolarisierendes Element, welches um den Umfang an zumindest einer Fläche so ausgestaltet ist, daß ein vorbestimmter Abstand zwischen dieser Fläche und der des zugekehrten Formelements sichergestellt wird.
Ganz allgemein gesagt, erfolgt das Abgießen der Verbund-Kunst st off lins en nach der Erfindung mit lichtpolarisierendem Element unter Anwendung einer Form, welche aufgebaut ist aus einem nachgiebigen vorzugsweise zylindrischen Formteil in Verbindung mit zumindest zwei starren Formteilen, deren Konfigu- ' rationen gegenüber den Flächen der letztlich herzustellenden Linsen diesen die gewünschten Oberflächeneigenschaften verleihen. Nach der Erfindung wird ein lichtpolarisierendes Kunststoffelement zwischen Schichten von" Monomerem optischer Qualität in
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der Form angeordnet. Das aufnehmende Formteil ist nachgiebig oder elastisch und weist integral verbunden damit Kalibrier- oder Indexmittel auf, die ein Zusammenwirken mit dem lichtpolarisierenden Element gestatten zur Gewährleistung einer vorbestimmten Lagerelation zwischen den Achsen des lichtpolarisierenden Elements und dem Formteil. Wird an dem gesamten Formzusammenbau Wärme zur Einwirkung gebracht, so erfolgt eine in situ-Polymerisation des Monomeren bei gleichzeitiger Ausbildung eines Verbundlinsensystems aus Kunststoff mit lichtpolarisierenden Eigenschaften. Es wird dann die Linse ausgeformt und zumindest eine Seite auf die vorbestimmte Konfiguration geschliffen. Der wesentliche Punkt der Erfindung liegt nun darin, daß zumindest ein starres Formelement oder das lichtpolarisierende Element so ausgebildet ist, daß ein vorbestimmter Abstand oder eine räumliche Relation aufrechterhalten wird zwischen der Fläche des starren Formelements und der zugekehrten Fläche des lichtpolarisierenden Elements. Dabei kann es sich um Vorspränge oder Nasen um den Umfang entweder des lichtpolarisierenden Elements oder des Formteils handeln, die in die vorbestimmte Beziehung zu bringen sind.
Die erfindungsgemäß erhaltenen Linsen werden dann an optische Laboratorien geliefert, und zwar üblicherweise in halbfertiger Form. Wegen den Begrenzungen in den modernen Schleifund Polieranlagen für Kunststoffe wird die vordere oder konvexe Fläche der Linse vorzugsweise in ihre Endform, bereits bei der Herstellung gegossen. Diese Fläche benötigt kein Schleifen oder Polieren. Die konkave Fläche wird jedoch vorzugsweise in einer Anzahl von Dioptrien hergestellt, um Plus- und Minuskorrektur vornehmen zu können. Für jede spezielle Verschreibung bzw. Dioptrie läßt sich eine entsprechende Linse herstellen durch möglichst nahen Abguß zu den vorgeschriebenen Dimensionen, woraufhin nach der speziellen Verschreibung geschliffen und poliert wird an der konkaven Fläche. Selbstverständlich kann in
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manchen Fällen bereits die Form der Linse den gewünschten Dioptrien ohne Schleifen oder Polieren entsprechen.
Bekanntlich schrumpft bei der Polymerisation das Linsenmaterial in gewissem Ausmaß und entspricht dann möglicherweise nicht mehr der Konfiguration der Formflächen. Um diesem Problem zu begegnen, gibt es verschiedene Möglichkeiten. So kann man erfindungsgemäß einen Teil der Form aus einem nachgiebigen Material aufbauen. Vorzugsweise verwendet man hierfür einen Vinylkunststoff, der entsprechend dem Schrumpfen beim Polymerisationsprozeßschrumpft, so daß die Übereinstimmung der letztlich erhaltenen Konfiguration von den Linsenflächen mit den Flächen der starren Formteile gewährleistet ist.
Grundsätzlich, kann man nach der Erfindung jedes beliebige hochpolymere folienartige lichtpolarisierende Material anwenden. Derartige Produkte sind bekannt (US-PSS 2 173 304, 2 255 940, 2 306 108, 2 445 555, 2 453 186, 2 674 159). Bevorzugt werden beispielsweise Polyvinylbutyral und Polyvinylalkohol in Verbindung mit einer dichroitisehen Einfärbung.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung befindet sich das lichtpolarisierende Material sandwichartig zwischen relativ dünnen Schichten eines transparenten Kunststoffs optischer Güte als Trägermaterial, z.B. aus Celluloseacetatbutyrat, Methylmethacrylat, Celluloseacetat, Cellulosetriacetat oder dergl., wovon Celluloseacetatbutyrat bevorzugt wird. Die Bindung zwischen lichtpolarisierendem Element und den Kunststoffträgern erfolgt in bekannter Weise (US-PSS 3 620 und 3 588 216). So kann man nach den bekannten Verfahren beispielsweise die Laminierung eines Trügermaterials aus Celluloseacetatbutyrat mit einer Polarisierfolie, z.B. aus Polyvinylalkohol, erreichen durch Vorbeschichten des Celluloseacetatbutyrats mit einer entsprechenden Auftragsmasse, z.B. auf der
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Basis von Cellulosenitrat, woraufhin die Polyvinylalkoholfolie zwischen Walzen aufgepreßt wird unter Anwendung eines Klebers, wie eine 2$ige Polyvinylalkohollösung. Es ist aber auch die Laminierung möglich, indem die Oberfläche des Celluloseacetatbutyrats in Cellulose umgewandelt wird. Diese Fläche wird dann vorbeschichtet mit Polyvinylalkohol und dann das lichtpolarisierende Material aufgepreßt.
Das erfindungsgemäß anzuwendende lichtpolarisierende Element ist vorzugsweise vorgeformt im Hinblick auf die Konfiguration der Kunststoffteile, die an den beiden Seiten anpolymerisiert werden sollenjund ist so ausgestaltet, daß es mit den Indexmarken des nachgiebigen Formteils zusammenwirken kann. Es ist ersichtlich, daß extremere Konfigurationen der konvexen und konkaven Elemente auch eine gleichzeitige Abweichung von der planen Konfiguration bei dem lichtpolarisierenden Element erforderlich machen. Um mit der Lichtbrechung zusammenhängende Probleme zu vermeiden, sollte die Krümmung des lichtpolarisierenden Elements in etwa gleich sein der Krümmung der konvexen Linsenfläche. Um eine Beschädigung des lichtpolarisierenden Elements während des Schleifens und Polierens der konkaven Fläche zu vermeiden, sollte dieses möglichst nahe an der konvexen Fläche der Linse liegen. Ein Yorformen des lichtpolarisierenden Elements geschieht vorzugsweise in üblicher Weise, während gleichzeitig die mit den Kalibrier- oder Indexmarken zusammenwirkenden Mittel vorgesehen werden.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der nach der Erfindung hergestellten Linsen ist es wünschenswert, eine Barriereschicht zwischen lichtpolarisierendem Element und den äußeren Kunststoffteilen vorzusehen. Jedes Material, welches die Haftung des lichtpolarisierenden Materials an dem Kunststoff verbessert ohne nachteiligen Einfluß auf das Verbundmaterial, ist brauchbar. Besonders geeignet ist Cellulosenitrat, mit welchem man
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hervorragende Ergebnisse erhält. Dies geschieht ζweckmäßigerweise auch in Verbindung mit einem Melaminformaldehyd-Konsensationsprodukt im Sinne der gleichzeitigen Anmeldung (unser AZ 1A-42 800).
I1Ur die Herstellung der Polymerteile wird vorzugsweise ein Katalysator in dem Monomeren gelöst. Die erfindungsgemäß anzuwendende Form ist vorzugsweise aufgebaut aus äußeren starren Formelementen vorzugsweise aus G-las und einem lichtpolarisierenden Element in der entsprechenden Lage(fixiert mit Hilfe eines nachgiebigen Formteils nach der Erfindung, z.B. aus Kautschuk. Zweckmäßigerweise ist dieses zylindrisch, jedoch kann es auch andere Querschnittsformen haben, wie rechteckig, quadratisch oder elliptisch.
Der erste Schritt bei der Herstellung der lichtpolarisierenden Kunststoff-Verbundlinsen mit Hilfe eines elastischen oder nachgebenden Formteils nach der Erfindung besteht darin, daß man in dieses nachgiebige Formteil ein lichtpolarisierendes Element einsetzt und ausrichtet so, daß die Kalibriermittel des Teils zusammenwirken mit denen des Iichtpolari3ierenden Elements um eine vorbestimmte Richtung zwischen den,Achsen des lichtpolarisierenden Elements und dem Formteil/ Bei der bevorzugten Ausführungsform sind die Kalibriermarken am Formteil Erhebungen oder Nasen, die einrasten in eine Vertiefung oder Bohrung an der Kante des eingesetzten lichtpolarisierenden Elements. Die starren Formteile werden dann fixiert gehalten mit dem nachgiebigen Formteil an jeder Seite des lichtpolarisierenden Elements, z.B. mit Klemmen. Dann wird z.B. mit einer Injektionsspritze Monomer mit Katalysator beispielsweise durch einen Teil des nachgiebigen Formteils in eine oder beide Formhohlräume.an dem lichtpolarisierenden Element eingeführt und das' Ganze dann ausreichend lang zur Vollendung der Polymerisation erwärmt.
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Entweder das lichtpolarisierende Element oder das diesem zugekehrte starre Formteil haben an ihrem Umfang Abstandhalter für einen vorbestimmten Abstand zwischen diesen beiden Teilen. Diese Abstandhalter können sich außerhalb des Blickfeldes der letztlich hergestellten Linsen befinden. Das Anbringen der Abstandhalter am Umfang von z.B. dem starren Formteil kann in verschiedenster bekannter Weise vorgenommen werden. So kann man z.B. den Rohling für das starre Formteil mit einem integralen Band ausformen.Mit bekannten Glasschleifvorrichtungen kann die Fläche der Teile, gegen die eine Linse gegossen werden soll, geschliffen und poliert werden. Bevorzugt wird jedoch die Fixierung eines Glasringes entsprechender Stärke an dem Rohling als Abstandhalter. Dies geschieht durch Absägen eines Rings von einem Glasrohr entsprechenden Durchmessers mit einer Glassäge und Auf kitt en des Rings auf dem Rohling, z.B. mit einem Epoxykleber ("Epon"). Eine andere Möglichkeit besteht darin, ein starres Formteil aus Glas in eine Matrize einzusetzen mit einer ringförmigen Vertiefung entsprechend dem Ringrand der Fläche de3 Formteils und Anpolymerisieren z.B. eines Epoxyharzes in dieser ringförmigen Ausnehmung. Nach Ausformen kann der Abstandhalter nun mit dem starren Formteil verbunden werden. Selbstverständlich kann man auch irgendwelche andere beliebige und übliche Abstand-: halter und Möglichkeiten zur Herstellung solcher Abstandhalter anwenden.
Bei der Ausführungsform nach der Erfindung, wo die Abstandhalter am Umfang des lichtpolarisierenden Elements vorgesehen werden, können diese beim Vorformen angebracht werden. Dies kann man durch Stanzen oder Stempeln erreichen, welche Vorsprünge oder Nasen über der Fläche der vorgeformten lichtpolarisierenden Elemente hervorzurufen vermögen.
Das einzusetzende lichtpolarisierende Element -umfaßt im allgemeinen eine konkave und eine konvexe Fläche und Vorspränge
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oder Nasen:, vorzugsweise zumindest an der konvexen Fläche im Randbereich außerhalb des Sichtfeldes der daraus herzustellenden Linse. Diese Nasen dienen zur Aufrechterhaltung eines vorbestimmten Abstandes zwischen der Fläche des lichtpolarisierenden Elements und des zugekehrten Formteils. In diesem Formraum erfolgt die in situ-Polymerisation der Kunststoff-Teillinsen. Bei diesen Abstandhaltern kann es sich um eine Vielzahl von Nasen oder Vorsprängen oder um einen gleichmäßigen Ring, vorzugsweise an der konvexen Fläche, handeln.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens kann das Monomer für die Kunststofflinsenteile nur an einer Seite des lichtpolarisierenden Elements innerhalb der Form eingeführt werden. Da das lichtpolarisierende Element so nah als irgend möglich an einem starren Formteil fixiert sein soll, sollte in den Formhohlraum nicht Monomer eingespritzt werden. Iu diesem Fall i^reidenam Umfang des licht polarisierenden Elements eine oder mehrere Bohrungen vorgesehen, die als Zuleitungen für das Monomer aus dem anderen Formhohlraum dienen können. Für das Entweichen der Luft ist Vorsorge zu treffen, ζ.Bi is Form einer Bohrung durch das nachgiebige Formteil oder in der anliegenden starren Formkomponente. Man kann aber auch einen geringfügigen Abstand zwischen nachgiebigem Teil und zugekehrtem starren Teil während des Füllens vorsehen. Auch im lichtpolarisierenden Element kann zumindest eine Öffnung für den Luftaustritt vorgesehen werden; letzteres wird bevorzugt. Um dies zu erreichen, werden in das lichtpolarisierende Element zumindest zwei Bohrungen um den Umfang eingebracht, vorzugsweise um 180 versetzt, passend in die Form. Wenn die Form so angeordnet ist, daß die Umfangsbohrungen in etwa eine vertikale Linie bilden, so wird der den größeren Formhohlraum begrenzende starre Formteil etwas getrennt vom nachgiebigen Formteil und bis zum im wesentlichen Auffüllen des Formhohlraums Monomer eingebracht. Die Form wird dann kurz seitlich geneigt, wobei jedoch die
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Bohrungen ihre vertikale Ausrichtung "beibehalten, wodurch sich der Stand des Monomeren in den "beiden Hohlräumen ausgleicht. Bei ausgeglichenem Niveau wird noch Monomer eingebracht in den größeren Formhohlraum und neuerlich das Niveau ausgleichen gelassen. Dies wird fortgesetzt, bis die Form voll ist. Da, wie erwähnt, der konkave Bereich der Linse wesentlich dicker ist, wird man in diesen Formhohlraum das zu polymerisierende Material einbringen, welches von dort dann in den konvexen Bereich überfließt. Die erforderlichen Mengen können leicht volumetrisch ermittelt werden.
Für die äußeren Linsenteile können die verschiedensten Kunststoffe optischer Güte angewandt werden, vorausgesetzt, daß der Transition-Punkt zweiter Ordnung oberhalb der höchsten Temperatur liegt, die im Eahmen ihres Gebrauchs auftreten kann, d.h. beispielsweise für Linsen und Augengläser 55°C. Als Monomere kann man anwenden 1,3-Butylenglykol-dimethacrylat, Acrylnitril, Allylmethacrylat, Trimethylol-propan-triacrylat, Cyanoäthyl-methacrylat, bis-Phenyl-A-dimethacrylat, Methoxybutyl-methacrylat, Methyl-methacrylat, Diäthylenglykol-bisallylcarbonat, Äthoxymethyl--methacrylat, Äthylenglykol-dimethacrylat, Ä'thylenglykol-di acryl at, Polyäthylenglykol-dimethacrylat.
. Aus obigen Monomeren kann man Homopolymere oder Mischpolymere für Steigerung der Härte oder Wärmebeständigkeit oder dergl. herstellen. Als Comonomere kann man z.B. Vinylacetat, Maleinsäureanhydrid, Athylenglykol-maleat, Triallylcyanurat oder Diallylphthalat anwenden.
Da im allgemeinen wärmehärtende Kunststoffe weit kratzfester sind als thermoplastische, werden diese bevorzugt. Es wurde festgestellt, daß bei Anwendung des bevorzugten Diäthylenglykolbisallylcarbonatseine Härtetemperatur von etwa 8 bis 16 h für
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die vollständige Herstellung der Linsen ausreicht.
Man kann einen beliebigen mit dem Monomeren verträglichen Katalysator anwenden, z.B. Diisopropylpercarbonat, Benzoylperoxid, Azobisisobutyronitril, Methyläthyl-ketonperoxid, Di-sbutylpercarbonat, wobei letzteres wegen der besonders guten Ergebnisse bevorzugt wird und in Mengenverhältnissen von etwa 2,5 bis 4,5» bezogen auf das Monomergewicht, zur Anwendung gelangt. .
XJm den Linsen die gewünschte Farbe zu verleihen, können Farbstoffe eingebracht werden. Sie können entweder an der Oberfläche des äußeren Kunststoffs adsorbiert sein oder bereits in die anfängliche Monomermasse untergemischt werden. Sie können durch Eintränken zur Verteilung gelangen oder eingeschlossen ..werden in die Träger für das lichtpolarisierende Material. Weiters können Stoffe, wie UV-Absorber, IR-Absorber, lichtdämpfende Farbstoffe und dergl. zur Anwendung gelangen.
Nach der Erfindung können Kunststofflinsen als Rohlinge, also unfertig, hergestellt werden und werden anschließend, wenn erforderlich, in der Art und mit den Vorrichtungen wie zum Schleifen und Polieren von Kronglas bearbeitet. Wie oben darauf hingewiesen, sollte das Schleifen und Polieren vorzugsweise an der konkaven Linsenfläche vorgenommen werden, da bei den bevorzugten Ausführungsformen bereits alle möglichen Dioptrien in die konvexen Linsenflächen gegossen werden können. Um dies in vollem Umfang zu erreichen, können vier- bis fünfhundert konvexe Konfigurationen für die Herstellung aller möglichen Augengläser oder Linsen zur Verfügung stehen. Das Schleifen verleiht der Linse die für die Korrektur der Sehkraft des Trägers erforderliche Konfiguration. Dies muß sehr genau vorgenommen werden.Qbwohidas Ausrichten der Linsenrohlinge in den Schleifmaschinen nicht außerordentlich schwierig ist bei normalen Situationen, so
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kann es doch zu beträchtlichen Schwierigkeiten und hohen Kosten kommen, wenn das Schleifen eines ein lichtpolarisierendes Element enthaltenden Rohlings erförderlich wird, denn das lichtpolarisierende Element muß präzise in der Haltevorrichtung der Schleifmaschine ausgerichtet sein, "bevor geschliffen werden kann. Dies erfolgt unter Anwendung von außerordentlich komplizierten optischen Geräten zur Bestimmung der Genauigkeit der Achsorientierung der Linsen.
Die erfindungsgemäßen Linsen weisen jedoch integral eine Indexmarke oder Kalibrierzeichen für die präzise Lage der Achsen des in der Linse enthaltenen lichtpolarisierenden Elements auf. Diese Indexmarke kann beispielsweise die Bohrung sein, die zur Ausrichtung des lichtpolarisierenden Elements innerhalb des nachgiebigen Formteils dient. Bevorzugt wird jedoch die Anwendung einer zweiten Indexmarke, die leichter eingepaßt werden kann in genauer Ausrichtung in die Haltevorrichtung der Schleifmaschine. Eine solche zweite Indexmarke kann sich als gekerbter Bereich in dem Flansch befinden, auf dem das lichtpolarisierende Element aufliegt, wodurch der geformte Linsenrohling eine integrale Indexmarke erhält. Da die Konfiguration der.Linse sehr genau geregelt werden kann, wenn man präzise die Lage des Kerbbereichs der Form gegenüber der Lage der Achsen weiß, durch Zusammenwirken des dafür vorgesehenen Mittels des lichtpolarisierenden Elements mit der Indexmarke des nachgiebigen Formteils, so kann man die Linse exakt ausrichten mit einer Mutterhalterung der Schleifmaschine durch Eingriff des Indexvorsprungs der Linse.
Die Erfindung wird nun an den Figuren weiter erläutert.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht des nachgiebigen Formteils nach der Erfindung.
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Fig. 2 ist ein Querschnitt des Formteils der Fig. 1.
Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht im Querschnitt einer mit dem erfindungsgemäßen nachgiebigen Formteil erhaltenen Linse.
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht eines Linsenrohlings, hergestellt mit dem nachgiebigen Formteil der Fig. 1 "bis 3.
Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht eines starren Formelements nach der Erfindung mit Abstandhalter am Umfang.
Fig. 6 ist eine-Seitenansicht im Querschnitt einer erfindungsgemäß mit starrem Formteil hergestellten Linse.
Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht eines lichtpolari— sierenden Elements nach der Erfindung mit Abstandhaltern am Umfang sowie Indexmarken.
Fig. 8 zeigt im Querschnitt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäß hergestellten Linse.
?ig. 1 zeigt den nachgiebigen Formteil 1 nach der Erfindung. Abhängig vom inneren Umfang der Wand 2 des Formteilr 1 ist ein Flansch 3 vorgesehen, der Indexmarkierungen oder Kalibriermarken 4, 5 trägt. Ss ist offensichtlich, daß die Indexmarke 4 zusammenwirkt mit dem Paßelement als Teil des lichtpolarisierenden Elements, welches passend sitzt auf der oberen Fläche 6 des Flansches 3· Die Indexmarke 5 verleiht dem auspolymerisierten Linsenteil, abgeformt aus dem nachgiebigen Formteil 1, einen Vorsprung oder eine Hase, die einpassen kann in eine Vertiefung einer Sohleifmaschinenhalterung zur exakten Ausrichtung der Achsen des lichtpolarisierenden Elements hinsichtlich vorbestimmter Koordinaten.
Nach Fig. 2 sind die Indexmarken 4, 5 mit dem Elansch 3 verbunden, der an seiner oberen Fläche 6 im allgemeinen konvex und an der unteren Fläche 7 konkav ausgebildet ist.
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Fig. 3 zeigt ein Formteil 1 im Zusammenbau bei der Herstellung der Linse. Das lichtpolarisierende Element 9 weist eine Paßstelle 10 für die Zusammenwirkung mit der Indexmarke 4.an der oberen Fläche 6 des Flansches 3 auf, wobei sich die Indexmarke 4 durch die Paßstelle 10 erstreckt. Erhebungen 11 um den Umfang des lichtpolarisierenden Elements 9 sind (E*ig· 7)gezeigt und im Eingriff mit dem starren Formteil 12, dessen Fläche 13 die letztlich konvexe Form der herzustellenden Linse bestimmt. Der starre Formteil 14 paßt gegen die untere Fläche 7 des Flansches 3 und ruft die konkave Konfiguration der letztlich geformten Linse mit Hilfe seiner Fläche 18 hervor. Das Ganze wird mit einer Klammer 15 zusammengehalten. Das Monomer tritt durch den Durchlaß 16 des lichtpolarisierenden Elements 9 aus dem unteren konkaven Formraum in den oberen konvexen Formraum, so daß man bei dieser Konstruktion Monomer nur in einen Formraum einführen muß.
Fig. 4 zeigt einenerfindungsgemäß erhaltenen Linsenrohling. Siehe insbesondere die Nase. .17, erhalten durch die Indexmarke 5 der Form. Diese Nase kann, wie leicht ersichtlich, eingepaßt werden in eine entsprechende Ausnehmung einer Schleifmaschinen-Haltevorrichtung zur exakten und vorbestimmten Einstellung der lichtpolarisierenden Achsen für den SchleifVorgang.
Fig. 5 zeigt ein erfindungsgemäß anwendbares starres Formteil 20. Der Ring 21 dient als Abstandhalter von der konkaven Fläche des Elements um 0,2 bis 0,38 mm in etwa und dient zur erforderlichen örtlichen Beziehung zwischen, konkaver Fläche des Elements und lichtpolarisierendem Element.
Das starre Formteil 20 mit seinem AbstaMsring 21 ist
vAig. ο; ·
gegen den nachgiebigen Formteil 22 gerichtet/; Ein lichtpolarisierendes Element 23 ist in dem nachgiebigen Formteil 22 aufliegend auf dem Abstandsring 21 gezeigt. Dadurch wird ein
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vorbestimmter Abstand zwischen Element 23 und der konkaven Fläche des Elements 29, welches letztlich die konvexe Fläche der herzustellenden Linse hervorruft, gewährleistet. An der anderen Seite des nachgiebigen Formteils ist ein weiteres starres Formteil 24 vorgesehen. Das Monomer für den Kunststoff wird in beliebiger bekannter Weise zwischen lichtpolarisierendes Element 23 und die Formteile 20, 24 eingeführt. Bevorzugt geschieht die Einführung in den konkaven Formraum durch das nachgiebige Formteil und Überführung des Monomeren in den konvexen Formteil durch den Durchlaß 26. Das Ganze wird durch eine Klammer 26 zusammengehalten. Selbstverständlich kann der Zusammenhalt auch auf andere Weise, z.3. über mit Lippen versehenen Kautschukverbindungen, geschehen. Grundsätzlich kann der nachgiebige Formteil aus einem beliebigen Elastomer bestehen. Bevorzugt wird jedoch mit Dioctylphthalat weichgestelltes Polyvinylchlorid.
In Fig. 7 ist nun perspektivisch ein lichtpolarisierendes Element 30 nach der Erfindung gezeigt. Die Nasen oder Vorsprünge 31 dienen zur AufrechterliaItung eines Abstands gegen die konvexe Fläche in der Größenordnung von 0,2 bis 0,38 mm. Auf diese Weise wird das erforderliche Lageverhältnis zwischen konvexer Fläche der Linse und starrem Formelement gewährleistet. Am Umfang des Elements 30 befinden sich' auch Bohrungen 32, die zur Überführung des Monomeren aus dem konkaven Formraum in den konvexen Formraum durch das lichtpolarisierende Element bei zusammengebauter Form dienen.
In Fig. 8 ist nun das lichtpolarisierende Element 30 mit den Nasen 31 und den Monomerdurchlässen 32 innerhalb der Form 33" aufgebaut aus nachgiebigem Formteil 34 und starren Formteilen 35ι 36-gezeigt. Das starre Formteil 35 bietet für die Linsenherstellung die konvexe Fläche und steht in direkter Berührung mit den Nasen 31, die auch die Stärke des in situ polymerisierten
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Linsenteils zwischen starrem Formteil 35 und lichtpolarisierendem Element 30 mit seiner konvexen Fläche ausfüllt. Die Einführung des Monomeren für den Kunststoff geschieht zwischen lichtpolarisierendeia Element 30 und den starren Formteilen 35,36 in an sich "bekannter Weise, z.B. durch Einspritzen in den konkaven Formraum mit Überführung des Monomeren in den konvexen Formraum. Der Zusammenhalt der Form geschieht mit Hilfe der · Klammer 37.
Die Erfindung wird weiters an folgenden Beispielen erläutert.
Beispiel 1
Eine Folie aus lichtpolarisierendem Material in Form eines
teilhydrolysierten Polyvinylalkohols, an jeder Fläche vorbe-
mit
schichtet- 0,127 mm Celluloseacetatbutyrat, integral verbunden mit einem lichtdämpfenden Farbstoff( wird durch Walzauftrag auf beiden Seiten mit einer dünnen Schicht von Cellulosenitrat versehen. Dieses lichtpolarisierende Element wurde zwischen beheizten Platten in sphärische Konfiguration entsprechend etwa 6 Dioptrien gepreßt, anschließend kreisförmig beschnitten und gleichzeitig die Nasen am Umfang und zwei kleine
Löcher an entgegengesetzter Stelle etwasmehr gegen innen vom Randbereich aus gesehen eingebracht. Schließlich wurde noch eine Bohrung am Umfang der Linse im allgemeinen radial etwa in gleichem Abstand von dem Mittelpunkt wie die Nasen eingebracht. Die Lage dieser Bohrung ist sehr sorgfältig gewählt und bezeichnet exakt die Lage der Achsen des lichtpolarisierenden Elements. Die Bohrungen und Erhebungen werden im allgemeinen hervorgerufen durch übliche Formglieder, die diese Formgebung gleichzeitig mit dem Beschneiden gestatten.
Das geformte und beschnittene lichtpolarisierende Element wird dann auf den Flansch eines zylindrischen nachgiebigem:-Fo-rrn-
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teils nach der Erfindung aufgelegt, und zwar so, daß die Bohrung am Außenumfang zusammenwirkt mit einer Indexmarke am Plansch. Auf die Nasen auf der konvexen Fläche des liohtpolari-Giersnden Elements wird dann ein oberes Glasformteil aufgelegt, dessen Flächenkonfiguration gegen die Fläche des lichtpolarisierenden Elements dieser entspricht. Aufsitzend auf die andere Seite des Flansches des nachgiebigen Formteils wird ein zweiter Glasformteil angeordnet und das Ganze nun in üblicher Weise zusammengehalten. 3,5 Gew.-^ Di-s-butjlpercarbonat als Katalysator wurden einer vorbestimmten Menge von Diäthylenglykol-bisallylcarbonat als Monomer zugesetzt und dieses Gemisch durch das nachgiebige Formteil in den konkaven Formraum mit Hilfe einer Injektionsspritze absatzweise bis zur vollständigen Füllung der Form eingebracht. Das Ganze wird dann 15 h in einen Ofen eingesetzt und dabei von 32 auf ca. 710C erwärmt. Nach dieser Härtezeit wird entformt und die Terbundlinse vorzugsweise etwa 2 h zur Aufhebung der inneren Spannungen bei etwa 93 C angelassen.
Es ist offensichtlich, daß der so erhaltene Rohling im Sinne der Fig. 4 nun eine Nase aufweist, die im wesentlichen z.B. der Kerbe in dem Flansch des nachgiebigen Formteils 1 der
und
Fig..1 entspricht leicht eingepaßt werden kann in die Haltevorrichtung einer Schleifmaschine zur exakten Ausrichtung der Achsen während des Schleifens.
Beispiel 2
In Abwandlung des Beispiels 1 wurde ein lichtpolarisierendes Material ohne den Randbereich überragenden Nasen angewandt. Dieses wird dann wieder auf einen Flansch des zylindrischen nachgiebigen Formteils und auf diesen der obere Glasformteil mit einem vorstehenden Ring am Umfang aufgesetzt. Dieser Ring steht in Berührung mit dem Umfang der konvexen Fläche des licht-
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polarisierenden Elements. Die OTDerflachenkonfiguration des G-lasteilsr zugekehrt zu der Fläche des liohtpolarisierenden Elements·,, entspricht im wesentlichen dieser» Ein zweites Glasformteil wird dann aufsitzend auf dem nachgiebigen Normteil auf der anderen Seite des lichtpolarisierenden Elements vorgesehen und das Grande zusammengeklammert. Das Einführen des Monomeren und die Polymerisation der Linsenteile erfölgteim Sinne des Beispiels 1«
Patentansp rüche
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θ 1ΧΧΙ

Claims (10)

  1. DR. ING. F.WUKSTirOFF O O "> Ί O η r> 8 M ijNOjIEN tO
    DB.E.T.PEOHMANN *· ^ ^ » O 0 0 ,„,»«.«„„
    TBLKPOW (0811) OS Ü0 Sl
    DR. ING. D. BKURKNS
    DIPIi. ING. R. GOKTZ fj
    PATENTANWÄLTE
    1A-42 799
    Patentansprüche
    1 J Verfahren zur Herstellung von Kunststoff-Verbundlinsen aus einem lichtpolarisierenden Element zwischen zwei in
    situ polymerisieren Linsenelementen durch Einsetzen des lichtpolarisierenden Elements in ein nachgiebiges Formteil, Anordnung von zwei starren Formteilen im Abstand von den beiden Flächen des lichtpolarisierenden Elements, Einführen des Monomeren, gegebenenfalls mit einem Katalysator, in die so gebildeten Formhohlräume und Polymerisieren des Monomeren in situ, dadurch gekennzeichnet , daß man das Monomere nur in einen Formhohlraum einführt und im lichtpolarisierenden Element oder im nachgiebigen Formteil eine Möglichkeit des Übertritts in den anderen Formhohlraum
    vorsieht·
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man zur Überführung des Monomeren
    aus dem einen Formhohlraum in den anderen am Randbereich des lichtpolarisierenden Elements zumindest eine Bohrung vorsieht .
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß man im Randbereich des lichtpolarisierenden Elements zwei um etwa 180° versetzte Bohrungen vorsieht.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e. η η zeichnet, daß man zur Überführung des Monomeren
    aus dem einem Formhohlraum in den anderen zumindest eine Nut oder Kerbe im nachgiebigen Formteil vorsieht.
    309846/0933 -2~
  5. 5· Verfahren nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet , daß man das Monomer in den "breiteren Formhohlraum einführt.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß man für die Aufrechterhaltung des schmäleren Formhohlraums am lichtpolarisierenden Element, an dem diesen begrenzenden starren Formteil oder am nachgiebigen Formteil ein oder mehrere Erhebungen oder Vorsprünge vorsieht.
  7. 7· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch g e k e η η -
    ζ e i e h η e t , daß man am Umfangsbereieh des lichtpolarisierenden Elements eine Anzahl von Erhebungen vorsieht»
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß man am Umfang des starren Normteils einen Rand oder Plansch vorsieht·
  9. 9» Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß man das lichtpolarisierende Element in der Form in der vorbestimmten Lage durch Zusammenwirken von einer ersten Indexmarke am lichtpolarisierenden Element mit der entsprechenden Indexmarke des nachgiebigen Normteils anordnet.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man an der Verbundlinse sichtbare Indexmarken für die genaue Halterung in der Schleifmaschine vorsieht.
    11, Nachgiebiges Formteil zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 10, gegebenenfalls mit Bohrungeil für den Durchtritt des zu polymerisier enden Monomeren, gekennzeichnet durch einen fest verbundenen inneren Flansch. und eine erste Indexmarke zur Zusaminemvirkung mit dem licht-
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    polarisierenden Element für genaue Lage zueinander und gegebenenfalls des Elements in der Schleifvorrichtung·
    12· Formteil nach. Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß sich die erste Indexmarke auf. dem Flansch "befindet.
    13· Formteil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Breite des Flanschs die Breite der Formhohlrättme "begrenzt und die Auflagefläche des lichtpolarisierenden Elements konvex und die entgegengesetzte Fläche konkav ist.
    14· Formteil nach Anspruch ii "bis 13> dadurch gekennzeichnet j daß sich in "bekannter Lage-Beziehung zu der ersten Indexmarke eine zweite Indexmarke zur Lagefixierung des lichtpolarisierenden Elements in der Schleifvorrichtung "befindet· '
    15· Formteil nach Anspruch 11 "bis 14» dadurch gekennzeichnet t daß die Auflagefläche des Flanschs für das liehtpolarisierende Element konvex und die gegenüberliegende Fläche konkav ist.
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    Leerseite
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