DE68929058T2

DE68929058T2 - Kunststofflinsenzusammensetzungen und verfahren zur herstellung

Info

Publication number: DE68929058T2
Application number: DE68929058T
Authority: DE
Inventors: Omar Buazza; N. Lipscomb
Original assignee: 2100 Inc Q
Current assignee: 2100 Inc Q
Priority date: 1988-11-18
Filing date: 1989-11-02
Publication date: 2000-04-20
Anticipated expiration: 2009-11-03
Also published as: US6331058B1; US6206673B1; US6201037B1; EP0404888A1; CA2002075C; CA2002075A1; DE68929058D1; EP0404888A4; WO1990005629A1; ATE183433T1; JPH0755972B2; AU4621989A; EP0404888B1; AU637069B2; DE68929058T4; JPH04501130A

Description

Diese Erfindung betrifft im allgemeinen Kunststofflinsenzusammensetzungen und Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Kunststofflinsen, und besonders bevorzugt eine Zusammensetzung zur Herstellung von korrigierenden oder planen Kunststofflinsen zur Verwendung in Brillen und dergleichen.
Optische Linsen werden durch thermische Aushärtungsmethoden aus dem Polymer von Diethylenglykolbis(allyl)-carbonat (DEG-BAC) hergestellt. Diese Methoden zur Polymerisation von DEG-BAC zur Herstellung einer optischen Linse weisen jedoch einige Nachteile auf. Einer der bedeutendsten Nachteile besteht darin, daß es etwa 12 Stunden dauert, um eine Linse entsprechend dieser Methode herzustellen und daher eine Linsen- bildende Gießform höchstens zwei Linsen pro Tag herstellen kann.
Das thermische Aushärtungsverfahren verwendet zudem einen thermischen Katalysator, so daß die polymerisierbare Mischung aus DEG-BAC und Katalysator langsam polymerisiert, sogar wenn diese gekühlt wird. Die polymerisierbare Mischung weist daher eine sehr kurze Lagerfähigkeit auf und muß innerhalb kurzer Zeit verwendet werden oder sie wird in ihrem Behälter aushärten.
Weiterhin sind die thermischen Katalysatoren, die in diesen Verfahren verwendet werden, ziemlich flüchtig und gefährlich, wenn man mit ihnen arbeitet, und erfordern extreme Sorgfalt bei der Handhabung.
Das Polymer von DEG-BAC zeigt wünschenswerte optische und mechanische Eigenschaften. Diese Eigenschaften schließen hohe Lichtdurchlässigkeit, hohe Klarheit und hohen Brechungsindex zusammen mit hoher Verschleißfestigkeit und Schlagzähigkeit ein. Diese Eigenschaften haben in der Vergangenheit DEG-BAC zu einem der führenden Monomere für die Herstellung von hochqualitativen Linsen gemacht. Andere Eigenschaften von DEG-BAC, wie z. B. seine geringe Polymerisationsgeschwindigkeit, machen es jedoch zu einem unerwünschten Monomer für die Herstellung dieser Dinge.
US-A-4,622,376 offenbart eine gießbare, polymerisierbare Zusammensetzung, die ein aromathaltiges Poly(allylcarbonat)-funktionelles Material, styrolisches Material und ein Monomer mit drei oder mehr Allyl-, Methallyl- und/oder Methacrylylgruppen umfaßt, die durch freie Radikale polymerisiert werden kann, um Polymerisate mit hohem Brechungsindex, hoher Härte und geringer Gelbfärbung herzustellen.
US-A-4,742,133 offenbart eine flüssige Monomerzusammensetzung, die wenigstens ein Poly(allyl)carbonat-funktionelles Monomer umfaßt, welches mit molekularem Sauerstoff zur Herstellung einer flüssigen Zwischenproduktzusammensetzung in Kontakt gebracht werden kann, welche dann erhitzt wird, um eine polymerisierbare, flüssige, im wesentlichen gelfreie Zusammensetzung herzustellen.
Die Zusammensetzungen sowohl aus US-A-4,622,376 als auch US-A-4,742,133 können zur Herstellung einer Brillenlinse verwendet werden.
EP-A-0 346 996 betrifft ein Verfahren zur Erzeugung organischer Gläser, in dem eine flüssige Zusammensetzung verwendet wird, die ein oder mehrere Allylcarbonat-Monomere beinhaltet, und einen Fotoinitiator in Verbindung mit begrenzten Mengen eines Vinylester-Monomers und/oder mit einem organischen Peroxid.
Entsprechend einer Ausführungsform wird eine polymerisierbare Zusammensetzung bereitgestellt zur Verwendung bei der Herstellung von im wesentlichen klaren Kunststofflinsen zur Verwendung in Brillen, indem die Zusammensetzung ultraviolettem Licht ausgesetzt wird, um die Zusammensetzung in einer Zeitdauer von weniger als einer Stunde auszuhärten, wobei die Zusammensetzung wenigstens ein Bis(allylcarbonat)- funktionelles Monomer umfaßt und Additive, die wenigstens ein Polyethylen-funktionelles Monomer umfassen, welches wenigstens zwei ethylenisch ungesättigte Gruppen, ausgewählt von Acrylyl und Methacrylyl beinhaltet, und einen Fotoinitiator, wobei das Bis(allylcarbonat)-funktionelle Monomer ein aromathaltiges Bis(allylcarbonat)-funktionelles Monomer oder Diethylenglykolbis(allylcarbonat) umfaßt.
Entsprechend einer weiteren Ausführungsform wird eine polymerisierbare Zusammensetzung bereitgestellt zur Verwendung bei der Herstellung von im wesentlichen klaren Kunststofflinsen zur Verwendung in Brillen, indem die Zusammensetzung ultraviolettem Licht ausgesetzt wird, um die Zusammensetzung in einer Zeitdauer von etwa 30 Minuten oder weniger auszuhärten, wobei die Zusammensetzung wenigstens ein Bis(allylcarbonat)- funktionelles Monomer umfaßt und Additive, die wenigstens ein Polyethylen-funktionelles Monomer umfassen, welches wenigstens zwei ethylenisch ungesättigte Gruppen, ausgewählt von Acrylyl und Methacrylyl beinhaltet, und einen Fotoinitiator, wobei das Bis(allylcarbonat)-funktionelle Monomer ein aromathaltiges Bis(allylcarbonat)-funktionelles Monomer, oder Diethylenglykolbis(allylcarbonat) umfaßt.
Entsprechend einer weiteren Ausführungsform wird eine polymerisierbare Zusammensetzung bereitgestellt zur Verwendung bei der Herstellung von im wesentlichen klaren Kunststofflinsen zur Verwendung in Brillen, indem die Zusammensetzung ultraviolettem Licht ausgesetzt wird, um die Zusammensetzung in einer Zeitdauer von etwa 15 bis 30 Minuten auszuhärten, wobei die Zusammensetzung wenigstens ein Bis(allylcarbonat)- funktionelles Monomer umfaßt und Additive, die wenigstens ein Polyethylen-funktionelles Monomer umfassen, welches wenigstens zwei ethylenisch ungesättigte Gruppen, ausgewählt von Acrylyl und Methacrylyl beinhaltet, und einen Fotoinitiator, wobei das Bis(allylcarbonat)-funktionelle Monomer ein aromathaltiges Bis(allylcarbonat)-funktionelles Monomer, oder Diethylenglykolbis(allylcarbonat) umfaßt.
Zweckmäßig umfaßt das aromathaltige Bis(allylcarbonat)-funktionelle Monomer Bisphenol- A-bis(allylcarbonat).
Vorteilhaft umfaßt das funktionelle Monomer, welches das Bisphenol-A-bis(allylcarbonat) sein kann, 30 Gew.-% oder weniger der Zusammensetzung.
Vorteilhaft beinhaltet das besagte Polyethylen-funktionelle Monomer drei ethylenisch ungesättigte Gruppen, ausgewählt von Acrylyl und Methacrylyl.
Vorzugsweise umfaßt das besagte Polyethylen-funktionelle Monomer 1,6-Hexandioldiacrylat.
Zweckmäßig umfaßt das besagte Polyethylen-funktionelle Monomer Tetraethylenglykoldiacrylat.
Vorteilhaft umfaßt das besagte Polyethylen-funktionelle Monomer Tripropylenglykoldiacrylat.
Bevorzugt umfaßt das Polyethylen-funktionelle Monomer Trimethylolpropantriacrylat.
Zweckmäßig umfaßt die Zusammensetzung ein Agens zur Freigabe aus der Gießform. Eine Ausführungsform betrifft außerdem die Verwendung einer Zusammensetzung, wie oben beschrieben, um im wesentlichen klare Kunststofflinsen zu bilden, die im wesentlichen frei von Verzerrungen, Sprüngen, Mustern und Streifenbildungen sind.
Eine Ausführungsform betrifft außerdem die Verwendung einer Zusammensetzung, wie oben beschrieben, um eine Linse zur Verwendung in Brillen zu bilden, die eine unbedeutende Gelbfärbung aufweist. Die Erfindung betrifft zusätzlich ein Verfahren zur Herstellung einer Linse zur Verwendung in Brillen, wobei das Verfahren den Schritt der Verwendung der Zusammensetzung, wie oben beschrieben, umfaßt.
Bevorzugt wird die Zusammensetzung ausgehärtet, um eine im wesentlichen klare Linse zur Verwendung in Brillen zu bilden, indem die Zusammensetzung ultraviolettem Licht ausgesetzt wird, während sich die Linse in einer Gießformaushöhlung befindet, die zum Teil durch ein erstes Gießformbauteil und zum Teil durch ein zweites Gießformteil gebildet wird.
Zweckmäßig wird die Zusammensetzung ausgehärtet, um eine im wesentlichen klare Linse zur Verwendung in Brillen zu bilden, indem die Zusammensetzung ultraviolettem Licht ausgesetzt wird, während sich die Linse in einer Gießformaushöhlung befindet, die durch eine Dichtung, ein erstes Gießformbauteil und ein zweites Gießformbauteil gebildet wird.
Vorteilhaft wird die Zusammensetzung in weniger als einer Stunde ausgehärtet, um eine im wesentlichen klare Linse zur Verwendung in Brillen zu bilden, indem die Zusammensetzung ultraviolettem Licht ausgesetzt wird, wenn sie sich in einer Gießformaushöhlung befindet, die zum Teil durch ein erstes Gießformbauteil gebildet wird, welches eine Nicht- Abdruckoberfläche, die bei einer Temperatur von weniger als etwa 50ºC gehalten wird, aufweist, und zum Teil durch ein zweites Gießformbauteil, welches eine Nicht- Abdruckoberfläche, die bei einer Temperatur von weniger als etwa 50ºC gehalten wird, aufweist.
Die Erfindung betrifft zusätzlich die Verwendung einer Zusammensetzung, wie oben beschrieben, in einer Vorrichtung zur Herstellung einer Linse zur Verwendung in Brillen, wobei die Vorrichtung erste und zweite Gießformbauteile umfaßt, welche mit Abstand zueinander bewahrt werden, um eine Gießformaushöhlung dazwischen festzulegen, einen Lichterzuger zur Erzeugung und Lenkung von ultraviolettem Licht durch wenigstens eines der ersten und zweiten Gießformbauteile während der Verwendung, wobei die Vorrichtung angepaßt ist, um die Linsen-bildende Zusammensetzung zur Bildung von einer im wesentlichen klaren Linse zur Verwendung in Brillen in einer Zeitdauer von weniger als eine Stunde auszuhärten.
Zweckmäßig ist die Vorrichtung angepaßt, um die Linsen-bildende Zusammensetzung zur Bildung von einer im wesentlichen klaren Linse für Brillen in einer Zeitdauer von 30 Minuten oder weniger auszuhärten.
Bevorzugt ist die Vorrichtung angepaßt, um die Linsen-bildende Zusammensetzung zur Bildung von einer im wesentlichen klaren Linse für Brillen in einer Zeitdauer von etwa 15 bis 30 Minuten auszuhärten.
Eine Ausführungsform betrifft zusätzlich die Verwendung einer Zusammensetzung, wie oben beschrieben, in einem Verfahren zur Herstellung einer Kunststofflinse zur Verwendung in Brillen, wobei das Verfahren die Schritte zum Plazieren der Linsen-bildenden Zusammensetzung in eine Gießformaushöhlung, die wenigstens zum Teil durch ein erstes Gießformbauteil und ein zweites Gießformbauteil gebildet wird, und zum Aushärten der Linsen-bildenden Zusammensetzung umfaßt, um eine im wesentlichen klare Linse zur Verwendung in Brillen zu bilden, indem die Zusammensetzung ultraviolettem Licht für eine Zeitdauer von weniger als einer Stunde ausgesetzt wird.
Bevorzugt wird die Zusammensetzung besagtem ultraviolettem Licht für eine Dauer von 30 Minuten oder weniger ausgesetzt.
Zweckmäßig wird die Zusammensetzung besagtem ultraviolettem Licht für eine Dauer von etwa 15 bis 30 Minuten ausgesetzt.
Die bevorzugte Zusammensetzung ist aushärtbar, indem sie ultraviolettem Licht ausgesetzt wird, um eine Linse zur Verwendung in Brillen zu bilden, welche im wesentlichen frei von Verzerrungen, Sprüngen, Mustern und Streifenbildungen ist. Die Linse kann unbedeutende Gelbfärbung aufweisen. Die Linse kann ausgehärtet werden, um eine im wesentlichen klare Linse zur Verwendung in Brillen zu bilden, wenn sie ultraviolettem Licht ausgesetzt wird, während sich die Linse in einer Gießformaushöhlung befindet, die zum Teil durch ein erstes Gießformbauteil und zum Teil durch ein zweites Gießformbauteil gebildet wird. Die Gießformaushöhlung kann durch eine Dichtung, ein erstes Gießformbauteil und ein zweites Gießformbauteil gebildet werden. Die Zusammensetzung kann in weniger als einer Stunde aushärtbar sein, um eine im wesentlichen klare Linse zur Verwendung in Brillen zu bilden, indem die Zusammensetzung ultraviolettem Licht ausgesetzt wird, wenn sie sich in einer Gießformaushöhlung befindet, die zum Teil durch ein erstes Gießformbauteil gebildet wird, welches eine Nicht-Abdruckoberfläche, die bei einer Temperatur von weniger als etwa 50ºC gehalten wird, aufweist, und zum Teil durch ein zweites Gießformbauteil, welches eine Nicht- Abdruckoberfläche, die bei einer Temperatur von weniger als etwa 50ºC gehalten wird, aufweist.
Damit die Erfindung leichter verstanden werden kann und deren weitere Merkmale deutlich werden können, wird die Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Kunststofflinse ist,
Fig. 2 eine reduzierte Aufsicht eines Abschnitts einer Vorrichtung zur Herstellung einer Kunststofflinse ist, wobei die Vorrichtung auch in Fig. 3 veranschaulicht ist, und Fig. 2 im wesentlichen auf der Linie 2-2 in Fig. 3 verläuft,
Fig. 3 eine vergrößerte bruchstückhafte Querschnittsansicht ist, die auf der Linie 3-3 in Fig. 2 verläuft,
Fig. 4 ein Infrarot-Absorptionsspektrum von DEG-BAC vor und nach Bestrahlung in Gegenwart von 2-Hydroxy-2-metyhl-1-phenylpropan-1-on ist,
Fig. 5 ein Abschnitt eines Infrarot-Absorptionsspektrums von DEG-BAC vor, während und nach Bestrahlung in Gegenwart von 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-on ist,
Fig. 6 eine bruchstückhafte Querschnittsansicht einer alternativen Vorrichtung zur Herstellung einer Kunststofflinse ist, und
Fig. 7 eine bruchstückhafte Querschnittsansicht einer Vorrichtung zur Herstellung einer Kunststofflinse ist.
Sich jetzt beziehend auf Fig. 1, wird eine Kunststoffbrillenlinse im allgemeinen mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Die Kunststofflinse 10 kann durch eine Vorrichtung gebildet werden, die im allgemeinen durch das Bezugszeichen 11 in den Fig. 2 und 3 bezeichnet ist und welche im folgenden beschrieben werden wird.
Die mit ultraviolettem Licht ausgehärtete Kunststofflinse 10 kann in einer im wesentlichen kürzeren Zeitdauer gebildet werden, als Linsen, die durch thermische Aushärtungsmethoden gebildet werden, die Aushärtungszeit beträgt weniger als eine Stunde, bevorzugt 30 Minuten oder weniger.
Wie in den Fig. 2 und 3 veranschaulicht ist, schließt die Vorrichtung 11 ein Paar geeignet geformter Gießformbauteile 12 ein, die durch irgendein geeignetes Material gebildet werden, welches den Durchgang von Strahlen aus ultraviolettem Licht erlaubt. Die Gießformbauteile 12 sind bevorzugt aus Glas gebildet. Jedes Gießformbauteil 12 weist eine äußere periphere Oberfläche 13 und ein Paar entgegengesetzter Oberflächen 14 und 15 auf, wobei die Oberflächen 14 Präzisionsböden sind. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Oberflächen 15 matt, um bei der im wesentlichen gleichmäßigen Verteilung von ultraviolettem Licht zu unterstützen, und um das Aufbauen von diskontinuierlichen Intensitätsgradienten im ultraviolettem Licht zu verhindern. Bevorzugt weisen die Gießformen wünschenswerte Durchlässigkeitscharakteristika für ultraviolettes Licht auf, und die Gießformoberflächen weisen bevorzugt keine Oberflächenkratzer oder andere Fehler auf.
Die Gießformbauteile 12 sind so angepaßt, daß sie mit Abstand zueinander bewahrt werden, um eine Gießformaushöhlung 16 zwischen ihren Auflageoberflächen festzulegen. Die Gießformbauteile 12 werden durch eine als T-Stück geformte, flexible, ringförmige Dichtung mit Abstand zueinander bewahrt, welche die Aushöhlung 16 von der Außenseite der Gießformbauteile 12 abdichtet. Die Gießformbauteile 12 werden mit der abdichtenden Dichtung 17 in einer zusammengesetzten Beziehung gehalten durch ein Paar ringförmiger Halterungsbauteile 18, die bevorzugt mit einer geeigneten Federkraft zusammengehalten werden, z. B. einer Federkraft, die durch die Zugfedern 19, die in den Zeichnungen veranschaulicht sind, bereitgestellt wird.
Auf diese Art und Weise, wie in Fig. 3 veranschaulicht, weist das obere Gießformbauteil 12 eine konkave innere Oberfläche 14 auf, während das untere Gießformbauteil 12 eine konvexe innere Oberfläche 14 aufweist, so daß die resultierende Gießformaushöhlung 16 so geformt ist, daß eine Linse 10 mit einer gewünschten Gestalt gebildet wird. Somit können durch die Wahl der Gießformbauteile 12 mit einer gewünschten Oberfläche 14 Linsen 10 mit unterschiedlichen Charakteristika, z. B. Brennweiten, durch die Vorrichtung 11 hergestellt werden. Solche Methoden sind Fachmännern gut bekannt und werden daher nicht weiter diskutiert.
In einer Ausführungsform schließt die Vorrichtung 11 eine Einrichtung 20 zur Lenkung von Strahlen von ultraviolettem Licht gegen die äußere Oberfläche 15 der Gießformbauteile 12 ein. Die Strahlen von ultraviolettem Licht passieren die Gießformbauteile 12 und wirken auf ein Linsen-bildendes Material 21 ein, welches in der Gießformaushöhlung 16 in einer unten diskutierten Art und Weise so angeordnet ist, daß eine Linse 10 gebildet wird. Jede Einrichtung 20 schließt eine Einrichtung 22 zur Erzeugung von ultraviolettem Licht, welche außenbords eines Gießformbauteils 12 angeordnet ist, ein, und die Strahlen (nicht gezeigt) von ultraviolettem Licht von jeder Einrichtung 22 werden durch einen geeignet geformten kappenartigen Reflektor 23 reflektiert. Die reflektierten Strahlen von ultraviolettem Licht passieren einen geeigneten Filter 24, um auf die äußere Oberfläche 15 der Gießformbauteile 12 einzuwirken. In einer Ausführungsform ist jede Einrichtung 20 ähnlich der Strahlungsvorrichtung, die in U. S. Patent No. 4,298,005 offenbart ist.
Jede Lichtquelle oder Einrichtung 22 umfaßt bevorzugt eine Hochdruckquecksilberlampe mit einem Schwermetallzusatz, z. B. Eisen. Dieser Lampentyp erzeugt eine bedeutende Energiemenge im Bereich von 320 nm. Eine Standardquecksilber-Ultraviolettquelle kann auch für eine längere Dauer verwendet werden, um die gleichen Resultate zu erhalten.
Der Filter 24 für jede Einrichtung 22 umfaßt bevorzugt eine PYREX-Glasplatte, welche ultraviolettes Licht mit einer Wellenlänge unterhalb etwa 300 nm herausfiltert, wodurch ein übermäßiger Wärmeaufbau in der Gießformaushöhlung 16 verhindert wird.
Das Linsen-bildende Material 21 in der Gießformaushöhlung 16 wird während der Aushärtungsperiode gekühlt, indem kühlende Luft über die Gießformanordnung geleitet wird. Entsprechend dieser Ausführungsform ist es bevorzugt, daß die Einrichtungen 20 zur Erzeugung der ultravioletten Strahlung das Linsen-bildende Material 21 mit ultraviolettem Licht in einem Bereich von etwa 300 nm bis 400 nm bestrahlt, da das wirksame Wellenlängenspektrum zur Aushärtung des Materials 21 in der Region von 300 nm bis 400 nm liegt.
Während jeder Filter 24 als ein einziges Filterbauteil veranschaulicht und beschrieben worden ist, wird es vom Fachmann erkannt werden, daß jeder Filter 24 eine Vielzahl an Filterbauteilen umfassen könnte oder irgendeine andere Einrichtung umfassen könnte, die zum Herausfiltern von ultraviolettem Licht mit einer Wellenlänge unterhalb etwa 300 nm, wie gewünscht, wirksam ist.
Ebenfalls dieser Ausführungsform entsprechend ist es bevorzugt, daß die Glasgießformbauteile 12 aus einem Material gebildet sind, welches das Passieren von ultravioletter Strahlung mit einer Wellenlänge unterhalb etwa 300 nm nicht ermöglicht. Ein solches Material ist Schott Crown oder S-1-Glas, welches von Schott Optical Glass Inc., in Duryea, Pennsylvania, hergestellt und verkauft wird.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die äußere Oberfläche 15 der Gießformbauteile 12 matt. Das Vermatten der äußeren Oberfläche 15 der Gießformbauteile 12 in Verbindung mit der Einrichtung 20 zur Lenkung der Strahlung stellt ultraviolettes Licht bereit, welches keine scharfen Diskontinuitäten durch die Gießformaushöhlung 16 aufweist, was zu einer Verminderung an optischen Störungen in der Linse 10 führt. Es ist zudem bevorzugt, daß keine scharfen Gradienten von ultravioletter Strahlung, weder horizontal, noch vertikal durch das Material 21 vorhanden sind, wobei etwa 50% der Strahlung von jeder Einrichtung 20 das Zentrum des Materials 21 erreicht. Um sicherzustellen, daß ausreichend Strahlung das Zentrum des Materials 21 erreicht, sollte es möglich sein, 1 mW/cm² an ultraviolettem Licht an der Seite der Gießformaushöhlung entgegengesetzt der Einrichtung 20 zur Lenkung der Strahlung zu messen. Zudem sollte jede Komponente des Linsen-bildenden Materials 21, welche ultraviolettes Licht in einem Bereich von 300 bis 400 nm absorbiert, mit Ausnahme des Fotoinitiators vom Linsen-bildenden Material 21 entfernt werden.
Im allgemeinen sind photochemische und thermische Aushärtungssysteme einander analog, außer daß Licht anstelle von Wärme die Haupttriebkraft für eine photochemische Polymerisationsreaktion darstellt. Die Aushärtung einer Linse durch ultraviolettes Licht zeigt jedoch im Gegensatz zur thermischen Aushärtung viele Probleme, die zur Herstellung einer brauchbaren Linse bewältigt werden müssen. Die schwierigsten dieser Probleme schließen Gelbfärbung der Linse, Springen der Linse, eine Erzeugung von Mustern in der Linse und vorzeitige Freigabe der Linse aus der Gießform ein.
Es wurde gefunden, daß eine Gelbfärbung der fertigen Linse von der Monomerzusammensetzung, der Intensität des ultravioletten Lichts, der Identität des Fotoinitiators und der Konzentration des Fotoinitiators abhängig ist. Die Wirkung des Fotoinitiators ist die stärkste, aber jeder der anderen Faktoren spielt eine Rolle.
Beim Abdruck einer Linse, besonders einer positiven Linse, die dick im Zentrum ist, ist Springen ein sehr ernstes Problem. Additionspolymerisationsreaktionen, einschließlich photochemischer Additionspolymerisationsreaktionen, sind exotherm. Während des Polymerisationsverfahrens wird ein großer Temperaturgradient aufgebaut und die resultierende Spannung tendiert dazu, das Springen der Linse zu verursachen. Es wird angenommen, daß es bei positiven Linsen für die Wärme, die im Polymerisationsverfahren erzeugt wird, schwieriger ist, an die Oberfläche der Linse zu wandern, und sich schnell genug aufzulösen, um ein Springen zu vermeiden.
Auch wenn die Linsen-bildende Zusammensetzung Monomere einschließt, die dazu tendieren, brüchig zu sein, neigt die Linse verstärkt dazu, zu springen. DEG-BAC erzeugt ohne Additive oder Comonomere ein sehr hartes, aber irgendwie brüchiges Polymer, das sehr dazu neigt, zu springen. Zusätzlich tendiert DEG-BAC ohne Additive dazu, sehr fest an den Gießformen zu kleben. Wenn ein Abschnitt einer Linse fest an der Gießform anhaftet, tritt häufig ein Springen auf.
Wenn die Polymerisationsreaktion zu schnell verläuft, ist ein Wärmeaufbau im Innern des Systems, welcher zum Springen führt, unvermeidlich. Die Wahrscheinlichkeit eines Springens steigt mit zunehmender Temperaturdifferenz zwischen dem Zentrum des Linsenbildenden Materials und der Raumtemperatur an. Während des Polymerisationsprozesses sind einige Kräfte aktiv, die zu einem Springen der Linse tendieren, z. B. Schrumpfung, Adhäsion, und thermische Gradienten. Andere Kräfte, die zum Springen der Linse tendieren, treten auf, wenn die Bestrahlung beendet und die Linse gekühlt wird, besonders, wenn es der Reaktionszelle ermöglicht ist, zu schnell abzukühlen.
Verzerrungen in der fertigen Linse sind sehr lästig. Wenn das einfallende ultraviolette Licht scharfe Diskontinuitäten aufweist, können sichtbare Verzerrungsmuster in der fertigen Linse auftreten.
Es wurde gefunden, daß durch Mischen von DEG-BAC mit Additiven oder Comonomeren dessen Tendenz zum Springen abnahm und Verzerrungen in der fertigen Linse minimiert werden konnten. Durch Variation der Rohmaterialzusammensetzung von DEG-BAC mit Additiven oder Comonomeren war es möglich, eine große Auswahl von Materialien herzustellen, die von harten und zähen bis zu gummiartigen Materialien reichten. Die Polymerisationsgeschwindigkeit der Zusammensetzung, die DEG-BAC einschließt, wurde gesteigert, indem eine oder mehrere Verbindungen in der Form eines Polyethylenfunktionellen Monomers eingebaut wurden, welches wenigstens zwei ethylenisch ungesättigte Gruppen, ausgewählt von Acrylyl und Methacrylyl, beinhaltet. Bestimmte Beispiele dieser Verbindungen sind Tetraethylenglykoldiacrylat (TTEGDA), Tripropylenglykoldiacrylat (TRPGDA), Trimethylolpropantriacrylat (TMPTA), Tetrahydrofurfurylm
ethacrylat (TFFMA) und Tetrahydrofurfurylacrylat (TFFA). Ein Fachmann wird erkennen, daß andere Verbindungen, die dazu tendieren, die Polymerisationsgeschwindigkeit einer Zusammensetzung, welche DEG-BAC einschließt, zu steigern, ebenfalls eingeschlossen werden können.
TTEGDA tendiert dazu, die Gesamtpolymerisationsgeschwindigkeit zu steigern und das Maß an Gelbfärbung in der fertigen Linse zu reduzieren. Jedoch tendiert TTEGDA ebenfalls dazu, das Springen der Linse zu steigern. TRPGDA steigert ebenfalls die Polymerisationsgeschwindigkeit. TMPTA und TFFMA tendieren dazu, die Bildung von Mustern und Fransen in den fertigen Linsen zu verhindern. TFFA tendiert dazu, das Springen und die Bildung von Mustern in den fertigen Linsen zu reduzieren. TFFA tendiert ebenfalls dazu, den Grad, mit welchem die Linsen an der Gießform kleben, zu reduzieren. Bevorzugt werden 12-25 Gew.-% an TFFA in die Zusammensetzung eingebaut, um die obengenannten wünschenswerten Wirkungen zu erzielen. Bevorzugt wird nicht mehr als 25 Gew.-% TFFA eingeschlossen, weil ein Anteil größer als 25% dazu tendiert, daß die Härte der fertigen Linse abnimmt.
Ein Hindernis bei der Herstellung von Linsen ohne Fehler oder Aberrationen ist die Bildung von sich fortpflanzenden Streifenbildungen, oder optischen Inhomogenitäten. Diese Defekte werden gewöhnlich als "Muster" oder "Wellenmuster" bezeichnet.
Die Bildung dieser Defekte tritt gewöhnlich während der frühen Stufen der Polymerisationsreaktion auf, während der Umwandlung der Linsen-bildenden Zusammensetzung vom flüssigen in den Gelzustand. Wenn sich einmal Muster gebildet haben, ist es meistens unmöglich, diese zu eliminieren. Wenn ein Festwerden auftritt, ist ein schneller Temperaturanstieg vorhanden. Bei positiven Linsen kann der Temperaturanstieg 85ºC erreichen, welcher häufig zu einem Bruch der Linse führt. Der exotherme Polymerisationsschritt verursacht einen Temperaturanstieg, welcher dann einen Anstieg der Polymerisationsgeschwindigkeit bewirkt, welcher einen weiteren Temperaturanstieg verursacht. Wenn der Wärmeaustausch mit der Umgebung nicht ausreichend genug ist, wird die Reaktion durchgehen, was zu thermisch verursachten Streifenbildungen und sogar zu einem Bruch führen kann. Da die Polymerisationsgeschwindigkeit am Erstarrungspunkt schnell zunimmt, ist dies eine kritische Phase der Reaktion.
Es wurde gefunden, daß Linsen mit der besten Qualität aus einem gleichmäßigen Reaktionsverfahren resultieren, das nicht zu schnell und nicht zu langsam ist. Wärme darf durch das Verfahren nicht so schnell erzeugt werden, daß sie nicht über die Umgebung ausgetauscht werden kann. Die Intensität des einfallenden ultravioletten Lichts muß angepaßt werden, weil zuviel einfallendes Licht ebenfalls bewirken kann, daß die Reaktion zu schnell verläuft. Ebenfalls muß die Abdichtung zwischen der Dichtung und der Gießform so vollständig wie möglich sein.
Bedingungen, die zu einer Herstellung von Linsen, die frei von Mustern sind, führen, werden erreicht, wenn (1) eine gute Abdichtung zwischen der Dichtung und der Gießform erzielt wird; (2) die Gießformoberflächen frei von Fehlern sind; (3) eine Zubereitung mit einer geeigneten Konzentration an Initiator, welcher eine vernünftige Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs erzeugt, verwendet wird; (4) die Zubereitung homogen ist; und (5) Schrumpfung minimiert ist. Das bevorzugte Verfahren wird in einer Art und Weise ausgeführt, daß diese Bedingungen maximiert werden.
Vorzeitige Freigabe der Linse aus der Gießform wird in einer unvollständig ausgehärteten Linse und der Erzeugung von Linsenfehlern resultieren. Faktoren, die zu einer vorzeitigen Freigabe beitragen, sind (1) eine schlecht zusammengesetzte Gießform; (2) die Anwesenheit von Luftblasen um die Probenränder herum; (3) das Abdecken eines Teils der Probe vor Licht; (4) Fehlerhaftigkeiten bei der Dichtungslippe oder dem Gießformrand; (5) ungeeignete Zubereitungen; und (6) hohe Schrumpfung. Das bevorzugte Verfahren wird in einer Art und Weise ausgeführt, daß diese Bedingungen minimiert werden.
Es wurde gefunden, daß die Dichtung eine bedeutsame Wirkung während des Aushärtungsverfahrens aufweist. Speziell kann eine vorzeitige Freigabe auftreten, wenn die Gießformbauteile zu starr durch die Dichtung gehalten werden. Es muß eine ausreichende Flexibilität in der Dichtung vorhanden sein, um den Gießformbauteilen zu ermöglichen, der Linse zu folgen, wenn diese schrumpft. In diesem Zusammenhang wird auf die U. S. Patent No. 3,038,210 und 3,222,432 Bezug genommen. Tatsächlich muß es der Linse möglich sein, leicht im Durchmesser als auch in der Dicke zu schrumpfen. In manchen Fällen tritt ein Bruch der Line auf, da eine Adhäsion zwischen der Linse und der Dichtung vorhanden ist. Die Verwendung einer Dichtung, die einen reduzierten Grad an Klebrigkeit mit der Linse während und nach der Aushärtung aufweist, ist daher wünschenswert.
In einer bevorzugten Methode zum Befüllen der Linsen-bildenden Aushöhlung, wird die Dichtung auf dem konkaven Gießformbauteil angeordnet und die Linsen-bildende Zusammensetzung in diese Stelle hineingegossen. Das konvexe Gießformbauteil wird plaziert, und eine kleine Menge der Linsen-bildenden Zusammensetzung wird um den Rand herum ausgepreßt. Bevorzugt wird der Überschuß dann durch Vakuum entfernt. Die kleine Flüssigkeitsmenge, welche an der Außenseite des Linsenkörpers entweicht und sich zwischen dem oberen Teil der Innenseite der Dichtung und dem oberen Teil des Gießformrandes ansammelt, stellt ebenfalls ein Problem dar. Während des Aushärtungsverfahrens wird sich diese Flüssigkeit in einen festen Zustand umwandeln und wird sowohl die Leistung der Dichtung als auch der Gießform beeinflussen. Somit ist die Ausrichtung des oberen Teils des Gießformbauteils sehr wichtig. Eine Alterung der Dichtung tritt gewöhnlich an der Oberseite wegen des inhärenten Verschüttungsfaktors auf. Um die Ausrichtung und Verschüttungsprobleme zu vermeiden, werden die Gießformbauteile bevorzugt am Ort festgeklemmt, indem eine gewünschte Druckmenge verwendet und dann die Linsen-bildende Zusammensetzung in die Gießformaushöhlung eingespritzt wird.
Trotz der obigen Probleme überwiegen die Vorteile, die durch das strahlungsgehärtete Linsengießformsystem gegeben sind, klar die Nachteile. Die Vorteile eines strahlungsgehärteten Systems schließen eine bedeutsame Reduzierung an Energiebedürfnissen, Aushärtungszeit und anderen Problemen, die normalerweise mit konventionellen thermischen Systemen verknüpft sind, ein.
Das flüssige Linsen-bildende Material wird für eine Qualitätskontrolle bevorzugt gefiltert und wird dann in die Gießformaushöhlung 16 verbracht, indem die Dichtung 17 von einem der Gießformbauteile 12 weggezogen wird, und das flüssige Linsen-bildende Material 21 in die Aushöhlung 16 eingespritzt wird. Wenn die Aushöhlung 16 einmal mit solchem Material 21 befüllt ist, wird die Dichtung 17 in ihre abdichtende Beziehung mit den Gießformbauteilen 12 zurückgesetzt. Das Material 21 kann dann in der oben beschriebenen Weise mit ultraviolettem Licht bestrahlt werden für eine Zeitdauer, die notwendig ist, um das Linsen-bildende Material 21 auszuhärten.
Das Linsen-bildende Material 21 kann bevorzugt nach obiger Art und Weise ausgehärtet werden, indem Strahlen von ultraviolettem Licht von einer Einrichtung 20 durch das Gießformbauteil 12 gelenkt werden, lieber, als daß beide Einrichtungen 20, wie zuvor beschrieben, verwendet werden.
Eine Komponente des Linsen-bildenden Materials, das zu einer Gelbfärbung führen kann, ist der Photoinitiator. Der bevorzugte Fotoinitiator wird ausgewählt, um jegliche Gelbfärbung des Linsenmaterials zu minimieren. Fotoinitiatoren sind die fotochemischen Gegenstücke von Katalysatoren, wie z. B. den schwierig zu handhabenden Peroxiden, welche hauptsächlich in thermischen freien Radikalpolymerisationen verwendet werden. Thermische Katalysatoren sind gewöhnlich sehr instabil und häufig gefährlich zu handhaben, während die Ultraviolett- Fotoinitiatoren, die entsprechend der vorliegenden Erfindung verwendet werden, leicht zu handhaben und ziemlich sicher sind.
Im allgemeinen zeigt ein Fotoinitiator, der im vorliegenden Verfahren nützlich ist, ein ultraviolettes Absorptionsspektrum über den Bereich von 300 bis 400 nm. Ein hoher Extinktionskoeffizient eines Fotoinitiators in diesem Bereich ist jedoch nicht wünschenswert, besonders nicht, wenn eine dicke positive Linse abgedruckt wird. Die folgenden sind Beispiele für geeignete Fotoinitiatorverbindungen: 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1- on, 1-Hydroxycyclohexylphenylketon, 2,2-Di-sec-butoxyacetophenon, 2,2- Diethoxyacetophenon, 2,2-Diethoxy-2-phenylacetophenon, 2,2-Dimethoxy-2- phenylacetophenon, Benzoinmethylether, Bezoinisobutylether, Benzoin, Benzil, Benzyldisulfid, 2,4-Dihydroxybenzophenon, Benzylidenacetophenon, und Acetophenon.
Ein stark absorbierender Fotoinitiator wird das meiste des einfallenden Lichts innerhalb der ersten Millimeter der Linsendicke absorbieren, was eine schnelle Polymerisation in dieser Region verursacht. Das verbleibende Licht wird eine viel geringere Polymerisationsgeschwindigkeit unterhalb dieser Tiefe erzeugen und wird in einer Linse resultieren, die sichtbare Verzerrungen aufweist. Ein idealer Fotoinitiator zeigt eine hohe Aktivität, wird jedoch einen geringeren Extinktionskoeffizienten in dem zweckmäßigen Bereich aufweisen. Ein geringerer Extinktionskoeffizient eines Fotoinitiators bei längeren Wellenlängen ermöglicht der ultravioletten Strahlung, tiefer in das Reaktionssystem einzudringen. Dieses tiefere Eindringen der ultravioletten Strahlung erlaubt Fotoinitiatorradikalen, sich gleichmäßig innerhalb der Probe zu bilden und stellt eine ausgezeichnete Gesamtaushärtung bereit. Da die Probe sowohl von oben als auch von unten bestrahlt werden kann, ist ein System notwendig, in dem merkliches Licht das Zentrum der Linse erreicht. Die Löslichkeit und Verträglichkeit des Fotoinitiators mit dem Monomersystem ist ebenfalls ein wichtiges Erfordernis.
Fotoinitiatoren sind häufig sehr System-spezifisch, so daß Fotoinitiatoren, die in einem System sehr wirksam sind, in einem anderen viel schlechter sein können. Die Identität des Initiators und dessen Konzentration sind für jede besondere Zubereitung sehr wichtig. Eine Konzentration eines Initiators, die zu hoch ist, führt zum Springen und zur Gelbfärbung der Linse. Konzentrationen eines Initiators, die zu niedrig sind, führen zu unvollständiger Polymerisation und einem weichen Material.
In einem geeigneten Linsen-bildenden Material umfaßt das flüssige Monomer Diethylenglykolbis(allyl)-carbonat, und der damit verwendete Initiator umfaßt 2-Hydroxy-2- methyl-1-phenylpropan-1-on, wobei ein solcher Initiator etwa 1 bis 3 Gew.-% des Linsen- bildenden Materials umfaßt. Das Gleichgewicht der Zusammensetzung wird durch das Monomer allein und bevorzugt die oben erwähnten und unten ausführlicher diskutierten Additive bereitgestellt. Der oben erwähnte Initiator ist kommerziell von EM Chemicals unter dem Handelsnamen Darocur 1173 erhältlich.
In einem anderen geeigneten Linsen-bildenden Material umfaßt das flüssige Monomer Diethylenglykolbis(allyl)-carbonat, und der damit verwendete Initiator umfaßt 1- Hydroxycyclohexylphenylketon, wobei ein solcher Initiator etwa 2 bis 6 Gew.-% des Linsen- bildenden Materials umfaßt. Das Gleichgewicht der Zusammensetzung schließt das Monomer alleine oder bevorzugt die oben erwähnten und unten ausführlicher diskutierten Additive ein. Der oben erwähnte Initiator ist kommerziell von Ciba-Geigy unter dem Handelsnahmen Irgacure 184 erhältlich.
Die zwei oben gekennzeichneten Initiatoren reduzieren eine Gelbfärbung des Linsen- bildenden Materials während der Aushärtung, da keine große Menge des Initiators benötigt wird.
Die bevorzugte Menge an Darocur 1173 beträgt etwa 2,5 Gew.-% des Linsen-bildenden Materials. Die bevorzugte Menge an Irgacure 184 beträgt etwa 3,3 Gew.-% des Linsen- bildenden Materials.
Jede der zwei zuletzt oben beschriebenen Kombinationen vom flüssigen Monomer und dem fotosensitiven Initiator schließt bevorzugt ein oder mehrere Additive ein, um die daraus hergestellte Kunststofflinse zu verbessern.
Im besonderen ist ein solches Additiv 2-Ethyl-2-(hydroxymethyl)-1,3-propandioltriacrylat, wobei ein solches Additiv etwa 2 bis 4 Gew.-% des Linsen-bildenden Materials umfaßt und kommerziell von Aldrich oder Interez verfügbar ist. In diesem System reduziert dieses Additiv den Gehalt an optischen Verzerrungen in der Kunststofflinse.
Ein anderes Additiv, welches allein oder in Verbindung mit dem vorangehend beschriebenen Additiv verwendet werden kann, ist 1,6-Hexandioldiacrylat (HDDA), wobei ein solches Additiv etwa 2 bis 7 Gew.-% des Linsen-bildenden Materials umfaßt und kommerziell von Rohm Tech verfügbar ist.
Andere Additive, z. B. TFFA (verfügbar von Sartomer), TFFMA (verfügbar von Sartomer) und TMPTA (verfügbar von Aldrich oder Interez) können eingeschlossen werden, um wie oben diskutiert die Bildung von Mustern und Fransen in der Linse zu unterdrücken bzw. den Grad, bis zu dem die Linsen an der Gießform kleben, zu reduzieren.
Es wurde gefunden, daß das DEG-BAC monomere Material Charakteristika aufweist, welche dessen Verwendung in mit ultraviolettem Licht ausgehärteten Kunststofflinsen nicht völlig wünschenswert macht. Speziell ist DEG-BAC sehr langsam zu polymerisieren und benötigt daher einen hohen Anteil an Initiator, welches zu einer zunehmenden Gelbfärbung führt. Es war zudem schwierig, annehmbare mit ultraviolettem Licht ausgehärtete positive Korrektur- Kunststofflinsen von DEG-BAC, wegen dessen langsamer Reaktionsgeschwindigkeit und der benötigten Dicke der Linse herzustellen.
Es ist gefunden worden, daß eine geeignetere polymerisierbare Linsen-bildende Zusammensetzung ein aromathaltiges Bis(allylcarbonat)-funktionelles Monomer und wenigstens ein Polyethylen-funktionelles Monomer, welches zwei ethylenisch ungesättigte Gruppen, ausgewählt von Acrylyl und Methacrylyl, beinhaltet, umfaßt. Die Zusammensetzung kann ein Polyethylen-funktionelles Monomer einschließen, welches drei ethylenisch ungesättigte Gruppen, ausgewählt von Acrylyl und Methacrylyl, beinhaltet. Die Zusammensetzung kann ebenfalls Styrol, ein Agens zur Freigabe aus der Gießform und einen Farbstoff einschließen.
Die bevorzugten aromathaltigen Bis(allylcarbonat)-funktionellen Monomere, die verwendet werden können, sind Bis(allylcarbonate) von Dihydroxy-aromathaltigen Materialien. Das Dihydroxy-aromathaltige Material, von dem das Monomer erhalten wird, kann eine oder mehrere aromathaltige Dihydroxyverbindungen sein. Bevorzugt sind die Hydroxylgruppen direkt an aromatische Kohlenstoffatome des Kerns der aromathaltigen Dihydroxyverbindungen gebunden. Die Monomere sind bekannt und können durch Verfahren hergestellt werden, die in der Technik gut bekannt sind. Siehe, z. B., U.S. Patent Nos. 2,370,567; 2,455,652; 2,455,653; und 2,587,437.
Das aromathaltige Bis(allylcarbonat)-funktionelle Monomer kann durch die Formel:
dargestellt werden, in welcher A&sub1; das zweiwertige Radikal, erhältlich vom aromathaltigen Dihydroxy-Material, und jedes R&sub0; unabhängig Wasserstoff, Halogen oder eine C&sub1;-C&sub4;- Alkylgruppe ist. Die Alkylgruppe ist gewöhnlich Methyl oder Ethyl. Beispiele von R&sub0; schließen Wasserstoff, Chlor, Brom, Fluor, Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl und n-Butyl ein. Meistens ist R&sub0; Wasserstoff oder Methyl; Wasserstoff ist bevorzugt. Eine Unterklasse des zweiwertigen Radikals A&sub1;, welche von besonderer Nützlichkeit ist, wird durch die Formel
dargestellt, in welcher jedes R&sub1; unabhängig Alkyl mit von 1 bis etwa 4 Kohlenstoffatomen, Vinyl, oder Halogen ist; der Mittelwert von jedem a ist unabhängig in einem Bereich von 0 bis 4; jedes Q ist unabhängig Oxy, Sulfonyl, Alkandiyl mit von 2 bis etwa 4 Kohlenstoffatomen oder Alkyliden mit von 1 bis 4 Kohlenstoffatomen; und der Mittelwert von n ist im Bereich von 0 bis etwa 3. Bevorzugt ist Q Methylethyliden, nämlich, Isopropyliden.
Bevorzugt ist der Wert von n Null, in welchem Fall A&sub1; durch die Formel
dargestellt wird, in welcher jedes R&sub1;, jedes a, und Q wie hinsichtlich Formel II diskutiert werden. Bevorzugt sind die zwei freien Bindungen beide in der ortho- oder para-Position. Die para-Positionen sind besonders bevorzugt.
Die aromathaltigen Dihydroxyverbindungen, von denen A&sub1; erhalten wird, können zudem Polyol-funktionelle kettenverlängerte Verbindungen sein. Beispiele solcher Verbindungen schließen verlängerte Alkylenoxidbisphenole ein. Typischerweise ist das verwendete Alkylenoxid Ethylenoxid, Propylenoxid, oder Mischungen davon. Zur Veranschaulichung wird, wenn para, para-Bisphenole mit Ethylenoxid kettenverlängert sind, das zweiwertige Radikal A&sub1; häufig durch die Formel
dargestellt, wo jedes R&sub1;, jedes a und Q wie hinsichtlich Formel II diskutiert werden, und die Mittelwerte von j und k jeweils unabhängig im Bereich von etwa 1 bis etwa 4 liegen.
Das bevorzugte aromathaltige Bis(allylcarbonat)-funktionelle Monomer wird durch die Formel
dargestellt, und ist gemeinhin als Bisphenol-A-bis(allylcarbonat) bekannt.
Eine große Auswahl an Verbindungen kann als das Polyethylen-funktionelle Monomer verwendet werden, welches zwei oder drei ethylenisch ungesättigte Gruppen beinhaltet. Die bevorzugten Polyethylen-funktionellen Verbindungen, die zwei oder drei ethylenisch ungesättigte Gruppen beinhalten, können im allgemeinen beschrieben werden als die Acrylsäureester und die Methacrylsäureester von aliphatischen polyhydridischen Alkoholen, wie z. B. die Di- und Triacrylate und die Di- und Trimethacrylate von Ethylenglykol, Triethylenglykol, Tetraethylenglykol, Tetrametyhlenglykol, Gycidyl, Diethylenglykol, Butylenglykol, Propylenglykol, Pentandiol, Hexandiol, Trimethylolpropan und Tripropylenglykol. Beispiele von speziell geeigneten Polyethylen-funktionellen Monomeren, die zwei oder drei ethylenisch ungesättigte Gruppen enthalten, schließen Trimetyhlolpropantriacrylat (TMPTA), Tetraethylenglykoldiacrylat (TTEGDA), Tripropylenglykoldiacrylat (TRPGDA), Hexandioldimethyacrylat (HDDMA) und Hexandioldiacrylat (HDDA) ein.
Eine große Auswahl an Fotoinitiatorverbindungen kann zum Initiieren der Polymerisation der Linsen-bildenden Zusammensetzung verwendet werden. Die folgenden sind Beispiele von Fotoinitiatorverbindungen: 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-on, 1- Hydroxycyclohexylphenylketon, 2,2-Di-sec-butoxyacetophenon, 2,2-Diethoxyacetophenon, 2,2-Diethoxy-2-phenylacetophenon, 2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenon, Benzoinmethylether, Benzoinisobutylether, Benzoin, Benzil, Benzyldisulfid, 2,4- Dihydroxybenzophenon, Benzylidenacetophenon und Acetophenon. Eine besonders bevorzugte Fotoinitiatorverbindung ist 1-Hydroxycyclohexylphenylketon, welches kommerziell von Ciba-Geigy als Irgacure 184 erhältlich ist.
Wie oben erwähnt, kann Styrol, welches die Formel
aufweist, wahlweise in der polymerisierbaren Zusammensetzung vorhanden sein.
Ein anderes Material, welches wahlweise in der polymerisierbaren Zusammensetzung vorhanden sein kann, ist ein Agens zur Freigabe aus der Gießform. Bei Verwendung wird das Agens zur Freigabe aus der Gießform in der Zusammensetzung in Mengen eingesetzt, die ausreichend sind, um sicherzustellen, daß die anschließend hergestellte Linse leicht aus der Gießform freigegeben wird ohne Brechen oder Springen. Das Agens zur Freigabe aus der Gießform sollte mit der polymerisierbaren Zusammensetzung verträglich sein und sollte die physikalischen Eigenschaften der anschließend hergestellten Linse nicht nachteilig beeinflussen. Im besonderen sollte das Agens zur Freigabe aus der Gießform die physikalischen Eigenschaften, die am charakteristischsten für die anschließend hergestellte Linse sind, wie z. B. deren Steifheit, Härte, optischen Brechungsindex, Durchlässigkeit für sichtbares Licht und Abwesenheit von Färbungen, welche die optische Klarheit beeinflussen können, nicht nachteilig beeinflussen. Das Agens zur Freigabe aus der Gießform sollte daher eine Flüssigkeit oder, wenn es ein Feststoff ist, in der polymerisierbaren Zusammensetzung löslich sein.
Agentien zur Freigabe aus der Gießform, die verwendet werden können, schließen Alkylphosphate und Stearate ein. Unter den Alkylphosphaten, die als Agens zur Freigabe aus der Gießform verwendet werden können, sind die Mono- und Diallcylphosphate (und Mischungen von Mono- und Dialkylphosphaten), welche kommerziell von E. I. DuPont de Nemours & Co. unter den Handelsnamen ZELEC® UN und ZELEC® NE erhältlich sind. Von diesen Alkylphosphaten wird berichtet, daß sie geradkettige Alkylgruppen mit von 16 bis 18 Kohlenstoffatomen aufweisen.
Andere Agentien zur Freigabe aus der Gießform, die verwendet werden können, schließen Butylstearatstearinsäure, Stearinsäureester und die Metallsalze von Stearinsäure, z. B. Stearinsäuresalze der Metalle Zink, Calcium, Blei, Magnesium, Barium, Cadmium, Aluminium und Lithium ein. Auch andere Fettsäuren und Fettsäuresalze können verwendet werden, vorausgesetzt, daß sie die physikalischen Eigenschaften des Abdrucks nicht nachteilig beeinflussen. Andere Agentien zur Freigabe aus der Gießform, die dem Fachmann bekannt sind, wie z. B. Dioctylphthalat, können verwendet werden.
Bevorzugt schließt die Zusammensetzung 50-150 ppm von Butylstearat, 0,5-1,5 ppm ZELEC® UN oder ZELEC® NE oder 0,3-1,5 ppm Dioctylphthalat ein.
Es ist bevorzugt, daß lediglich eines der aufgezählten Agentien zur Freigabe aus der Gießform und nicht eine Kombination davon verwendet wird. Es ist bevorzugt, das Agens zur Freigabe aus der Gießform in die Linsenzusammensetzung einzubauen, anstatt diese auf der Oberfläche der Gießformflächen aufzusprühen. Wenn die Gießformflächen mit einem Agens zur Freigabe aus der Gießform, wie z. B. Butylstearat eine wirksame Freigabe aus der Gießform bereitstellt, beschichtet werden, werden außerdem mikroskopische Oberflächenanomalien in den Linsen erzeugt. Solche Oberflächenanomalien schmälern die Qualität der fertigen Linse und Linsen, die von solchen Systemen hergestellt werden, und hellen nicht einheitlich auf.
Farbstoffe und/oder Pigmente sind mögliche Materialien, die vorhanden sein können, wenn eine hohe Lichtdurchlässigkeit nicht notwendig ist.
Die Liste der oben diskutierten möglichen Bestandteile ist in keiner Weise erschöpfend. Diese und andere Bestandteile können in ihren üblichen Mengen für ihre übliche Zwecke so lange verwendet werden, wie sie eine gute Polymerzubereitungspraktik nicht ernsthaft stören.
Im allgemeinen polymerisieren Verbindungen, die Acrylatgruppen enthalten, wesentlich schneller als solche, die Allylgruppen enthalten. Somit wird durch Einschließen der schnell polymerisierenden Polyethylen-funktionellen Monomere in der polymerisierbaren Linsenzusammensetzung eine Gelbfärbung reduziert, weil weniger Initiator benötigt wird, um das Polymerisationsverfahren abzuschließen.
TTEGDA weist eine sehr lange und flexible Hauptkette zwischen seinen zwei Acrylatgruppen auf, so daß Zusammensetzungen, die einen hohen Anteil von TTEGDA in der Größenordnung von 70 Gew.-% einschließen, dazu tendieren, ziemlich flexibel zu sein. Bevorzugt werden andere Monomere, die eine größere Steifheit bereitstellen, in die Zusammensetzung eingeschlossen, und der Anteil von TTEGDA wird reduziert. Steifheit wird bevorzugt durch den Einbau von Monomeren erzeugt, die kürzere und steifere Hauptketten aufweisen als TTEGDA, wie z. B. HDDMA oder TRPGDA. Steifheit kann entsprechend einiger Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bereitgestellt werden, indem Polyethylen- funktionelle Monomere, die drei Acrylatgruppen, wie z. B. Trimethylolpropantriacrylat (TMPTA) beinhalten, eingebaut werden.
Um die Bildung von Sprüngen in den Linsen zu reduzieren, ist es bevorzugt, die Polymerisationsgeschwindigkeit zu reduzieren und die Maximaltemperatur der Linsenzusammensetzung während des Aushärtungsverfahrens zu reduzieren. Im allgemeinen wird eine Linse, wenn eine ausreichend große Temperaturdifferenz zwischen der härtenden Linse und deren Umgebung vorhanden ist, springen.
Die Polymerisationsgeschwindigkeit und die maximale Temperatur werden bevorzugt reduziert, indem drei Faktoren optimiert werden: Monomerzusammensetzung, Initiatorkonzentration, und einfallende Lichtintensität. Bevorzugt wird die Polymerisationsgeschwindigkeit ausreichend durch das Absenken der Konzentration des Fotoinitiators und durch Absenken der Intensität des einfallenden Lichts reduziert. TTEGDA und TRPGDA sind sehr schnell reagierende Monomere, obwohl TRPGDA etwas langsamer als TTEGDA reagiert. Je höher der Anteil an TTEGDA, desto schneller die Reaktion, desto größer die Schrumpfung der Linse, desto größer der Aufheizeffekt und desto anfälliger ist die Linse für ein Springen oder eine vorzeitige Freigabe aus der Gießform. Bevorzugt werden langsamer reagierende Monomere mit diesen sehr reaktiven Monomeren gemischt, um die Polymerisationsgeschwindigkeit unter Kontrolle zu bringen und die Geschwindigkeit der Wärmeerzeugung zu reduzieren. Ein Gleichgewicht zwischen langsameren Monomeren und sehr reaktiven Monomeren, um ein Springen der Linse zu vermeiden, ist erreicht, während gleichzeitig eine ausreichend schnelle Reaktionsgeschwindigkeit bereitgestellt wird, um die Konzentration des Initiators zu minimieren und eine Gelbfärbung zu verringern.
Es wurde gefunden, daß herkömmliche Hochdruckquecksilberbogenlampen, die zum Aushärten von Kunststofflinsen verwendet werden, eine schädliche Wirkung auf die Qualität der hergestellten Linse aufweisen. Abgesehen davon, daß sie unhandlich, teuer und gefährlich sind, tragen diese Lampen mit hoher Intensität zum schnellen Anstieg der Temperatur wie auch der Polymerisationsgeschwindigkeit bei. Es wurde gefunden, daß es besser ist, die herkömmlichen Hochdruckquecksilberbogenlampen durch Glühbirnen, die etwa 5 bis 10 mW/cm² an ultraviolettem Licht erzeugen mit einer Wellenlänge zwischen 300 und 400 nm, zu ersetzen, deren Licht sehr einheitlich ohne jegliche scharfen Diskontinuitäten im gesamten Reaktionsverfahren verteilt ist. Solche Glühbirnen sind kommerziell von Sylvania unter der Handelsbezeichnung Sylvania Fluorescent (F158T/2052) oder Sylvania Fluorescent (F258T8/350BL/18") GTE erhältlich. Wie oben erwähnt ist ultraviolettes Licht mit Wellenlängen zwischen 300 und 400 nm bevorzugt, da die meisten der bevorzugten Fotoinitiatoren der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung bei dieser Wellenlänge am wirksamsten absorbieren und die Gießformen, die entsprechend der vorliegenden Erfindung verwendet werden, eine maximale Durchlässigkeit bei dieser Wellenlänge ermöglichen.
Es ist bevorzugt, daß die Lichtquelle Licht mit einer im wesentlichen einheitlichen Intensität erzeugt. Es ist zudem bevorzugt, daß das einfallende Licht keine scharfen Diskontinuitäten aufweist, um die Möglichkeit eines Linsenspringens zu reduzieren. Darüber hinaus ist es bevorzugt, daß keine scharfen Intensitätsgradienten von ultravioletter Strahlung weder horizontal noch vertikal durch die Linsenzusammensetzung während des Aushärtungsverfahrens vorhanden sind, da scharfe Intensitätsgradienten durch die Linse zu Fehlern in der fertigen Linse führen. Es ist bevorzugt, daß mehrere Lichtquellen, angeordnet als eine Lichtbank, verwendet werden, um das einheitliche Licht zu erzeugen. Es ist zudem bevorzugt, daß ein geeigneter Lichtblendschirm zwischen der Lichtquelle und der Reaktionslösung angeordnet ist, um die Einheitlichkeit der Lichtverteilung zu maximieren. Geeignete Lichtblendschirme schließen matte Glasgießformen oder ein oder mehrere Blätter Pauspapier ein.
Es ist bevorzugt, daß die maximale Temperatur der Linsen-bildenden Zusammensetzung während deren Aushärtung weniger als 50ºC beträgt, um die Tendenz der Linse, zu brechen, zu reduzieren. Zusätzlich zu den oben beschriebenen Methoden zur Reduzierung der Temperatur werden Filter zwischen der Lichtquelle und der Reaktionszelle angeordnet, ebenso können Kühlgebläse, um Wärme von der Reaktionszelle abzutransportieren, verwendet werden, um die Aufheizeffekte zu reduzieren. Schließlich ist beim Aushärten von dicken positiven Linsen eine instationäre eher als eine kontinuierliche Bestrahlung wirksam, um die Aufheizeffekte zu reduzieren.
Kommerziell verfügbare Zubereitungen mit einer Verwendung in der vorliegenden Erfindung, welche Bisphenol-A-bis(allylcarbonat) als deren Hauptkomponente einschließen, sind von PPG Inc. unter dem Handelsnamen HIRI II verfügbar.
In einer seiner kommerziell erhältlichen Formen schließt HIRI II etwa 91% Bisphenol-A- bis(allylcarbonat), 7% DEG-BAC und 2% Antigelbfärbungadditive ein. Die Antigelbfärbungsadditive sind UV-Blocker, welche stark bei 326 nm in dem Bereich, wo die Fotoinitiatoren absorbieren, absorbieren. Bevorzugt werden die Antigelbfärbungsadditive entfernt, bevor das Material in einer photochemischen Polymerisationsreaktion verwendet wird. Bevorzugt wird diese Komponente entfernt, indem das HIRI über eine Säule mit Alumina (basisch) geleitet wird. Wegen seiner hohen Viskosität wird das HIRI II-Material bevorzugt mit dem weniger viskosen TTEGDA gemischt, bevor es über eine Aluminasäule geleitet wird.
Es ist bevorzugt, daß das Bisphenol-A-bis(allylcarbonat)-Monomer bei Verwendung in der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung ohne DEG-BAC oder die Antigelbfärbungsadditive erhalten wird. Linsen, die aus diesem Produkt hergestellt worden sind, weisen manchmal einen sehr leichten, kaum meßbaren Grad an Gelbfärbung auf. Bevorzugt wird eine geringe Menge eines blauen Farbstoffs, der aus 9,10-Anthracendion, 1- Hydroxy-4-[(4-methylphenyl)amino] besteht und als Thermoplast Blue 684 von BASF Wyandotte Corp. erhältlich ist, der Zusammensetzung zugefügt, um der Gelbfärbung entgegenzuwirken.
Bisphenol-A-bis(allylcarbonat) weist einen viel höheren Brechungsindex als DEG-BAC auf, und ermöglicht somit die Herstellung dünnerer Linsen im Vergleich zu Linsen aus DEG- BAC. Wenn mehr als 30 Gew.-% an Bisphenol-A-bis(allylcarbonat) in der meist bevorzugten Zusammensetzung eingeschlossen ist, entfalten sich jedoch Verträglichkeits- oder Löslichkeitsprobleme zwischen den verschiedenen Monomeren, was in einer trüben, unklaren oder milchigen Linse resultiert.
TTEGDA ist ein Diacrylatmonomer, das bevorzugt in der Zusammensetzung eingeschlossen ist, da es ein schnell polymerisierendes Monomer ist, welches eine Gelbfärbung reduziert und ein sehr klares Produkt hervorbringt. Wenn jedoch zuviel TTEGDA in der meist bevorzugten Zusammensetzung eingeschlossen ist, z. B. mehr als etwa 18 Gew.-%, neigen die fertigen Linsen dazu, zu springen und sind zu flexibel, da dieses Material bei Temperaturen über 40ºC erweicht. Wenn TTEGDA insgesamt ausgeschlossen wird, tendiert die fertige Linse dazu, brüchig zu sein.
HDDMA ist ein Dimethacrylatmonomer, das eine sehr steife Hauptkette zwischen den zwei Methacrylatgruppen aufweist. HDDMA ist bevorzugt in der Zusammensetzung eingeschlossen, da es ein steiferes Polymer hervorbringt und die Härte und die Stärke der fertigen Linse steigert. Dieses Material ist zudem ziemlich verträglich mit dem Bisphenol-A- bis(allylcarbonat)-Monomer. HDDMA trägt zu einer hohen Temperatursteifheit, Polymerklarheit und Polymerisationsgeschwindigkeit bei.
TRPGDA ist ein Diacrylatmonomer, das bevorzugt in der Zusammensetzung eingeschlossen ist, da es gute Stärke und Härte ohne Hinzufügen von Brüchigkeit zur fertigen Linse bereitstellt. Dieses Material ist zudem steifer als TTEGDA.
TMPTA ist ein Triacrylatmonomer, das bevorzugt in der Zusammensetzung eingeschlossen ist, da es eine viel stärkere Quervernetzung in der fertigen Linse als die difunktionellen Monomere bereitstellt. TMPTA weist eine kürzere Hauptkette als TTEGDA auf und steigert die hohe Temperatursteifheit und Härte der fertigen Linse. Überdies trägt dieses Material zur Verhinderung von Mustern in der fertigen Linse bei. TMPTA trägt zudem zu einer großen Schrumpfung während der Polymerisation bei. Die Aufnahme von zuviel dieses Materials in der meist bevorzugten Zusammensetzung, z. B. mehr als 20 Gew.-%, macht die fertige Linse zu brüchig, so daß sie unter dem Fallballtest bricht.
Styrol ist ein Comonomer mit einem hohen Brechungsindex, das bevorzugt in der Zusammensetzung eingeschlossen ist, da es als ein koordinierendes Material agiert. Wenn Styrol nicht eingeschlossen ist, können Unverträglichkeitsprobleme entstehen, die in einer trüben Linse resultieren. Styrol erscheint als ein verbrückendes Agens zu agieren, welches dem Bisphenol-A-bis(allylcarbonat) ermöglicht, mit den anderen Monomeren zu polymerisieren. Die Aufnahme von zuviel Styrol in der meist bevorzugten Zusammensetzung, z. B. mehr als etwa 3 Gew.-%, wird in einem Verlust an Stärke in der fertigen Linse resultieren, da Styrol ein Monomer mit einer einzelnen Vinylgruppe ist.
Bestimmte Monomere, die bevorzugt in der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung verwendet werden, wie z. B. TTEGDA, TRPGDA und TMPTA, schließen Unreinheiten ein und weisen eine gelbe Färbung in gewissen ihrer kommerziell erhältlichen Formen auf. Die Gelbfärbung dieser Monomere wird bevorzugt entfernt, indem diese über eine Säule aus Alumina (basisch), welches Aluminiumoxidpulver-basisch einschließt, geleitet werden. Nach dem Leiten über diese Aluminasäule absorbieren die Monomere zumeist kein ultraviolettes Licht. Zudem sind nach dem Leiten über die Aluminasäule Unterschiede zwischen den Monomeren, die von verschiedenen Quellen erhalten worden sind, im wesentlichen eliminiert. Es ist jedoch bevorzugt, daß die Monomere von einer Quelle erhalten werden, die die Monomere mit dem geringsten Gehalt an darin enthaltenen Unreinheiten bereitstellt. Bevorzugt wird auch das Styrol vor seiner Verwendung über eine Säule aus Alumina (basisch) geleitet. Bevorzugt wird die Zusammensetzung vor deren Polymerisation gefiltert, um suspendierte Teilchen zu entfernen.
Wie oben erwähnt, sind TTEGDA und TRPGDA hoch reaktive Monomere, wobei TTEGDA etwas aktiver als TRPGDA ist. Langsamer reagierende Monomere, wie TMPTA und HDDMA, werden bevorzugt mit den sehr reaktiven Monomeren gemischt, um die Polymerisationsgeschwindigkeit unter Kontrolle zu bringen und die Geschwindigkeit der Wärmeerzeugung zu reduzieren. Der Grad an Gelbfärbung wird bevorzugt vermindert, indem der Anteil an TTEGDA oder TRPGDA gesteigert wird, um die Reaktionsgeschwindigkeit zu steigern und die Konzentration des Initiators zu reduzieren. Die Härte der Linse hängt von einem Gleichgewicht zwischen Initiatorkonzentration, Belichtungszeit und Zubereitung ab. Die durch ultraviolettes Licht gehärteten Linsen zeigen ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber organischen Lösungsmitteln, wie Aceton, Methylethylketon und Alkoholen. Die wie beschrieben hergestellten Linsen werden bevorzugt in etwa 15 bis 30 Minuten ausgehärtet.
Eine Reaktionszelle wurde ebenfalls entwickelt. Die Reaktionszelle kann mit einer richtigen Gießformanordnung verwendet werden, um positive oder negative Linsen herzustellen, welche frei von Fehlern sind.
Eine erste Ausführungsform der Reaktionszelle ist in Fig. 6 gezeigt. Wie in Fig. 6 gezeigt, schließt die Reaktionszelle, die im allgemeinen als 100 bezeichnet ist, entgegengesetzte Glasgießformteile 102 und eine Dichtungseinrichtung 104 ein, welche zusammen eine Linsengießformkammer 106 ausbilden. Die polymerisierbare Linsen-bildende Zusammensetzung wird innerhalb der Linsengießformkammer 106 angeordnet. Die Glasgießformteile 102, die Dichtungseinrichtung 104 und die Linsengießformkammer 106 sind sandwichartig zwischen entgegengesetzten Strahlungslinsen 108 angeordnet. Auf diese Art und Weise muß einfallendes Licht, das in die Reaktionszelle 100 eintritt, zuerst eine der Strahlungslinsen 108 durchlaufen.
Fig. 7 veranschaulicht eine zweite Ausführungsform der Reaktionszelle, welche Komponenten, die zu einigen Komponenten der vorangehenden Ausführungsform identisch sind, einschließt, und denen dieselben Bezugszeichen gegeben worden sind. Wie in Fig. 7 gezeigt, schließt die Reaktionszelle 100 die entgegengesetzten Glasgießformteile 102 und eine Dichtungseinrichtung 104 ein, welche zusammen die Linsengießformkammer 106 ausbilden. Die polymerisierbare Linsen-bildende Zusammensetzung ist innerhalb der Linsengießformkammer 106 angeordnet. Die Glasgießformteile 102, die Dichtungseinrichtung 104 und die Linsengießformkammer 106 sind sandwichartig zwischen entgegengesetzten stärkelosen Glasgießformen 108 angeordnet und thermisch durch ein Paar von Dichtungen 110 isoliert. Die stärkelosen Glasgießformen 108 und die Dichtungen 110 bilden zusammen eine thermisch isolierte Strahlungskammer. Bevorzugt weisen die stärkelosen Glasgießformen 108 einen größeren Durchmesser als die Linsengießformkammer 106 auf, so daß es einfallendem Licht ermöglicht ist, die gesamte Ausdehnung der Kammer 106 zu erreichen. Bevorzugt ist Pauspapier (nicht gezeigt) zwischen den stärkelosen Glasgießformen 108 und den Glasgießformteilen 102 eingefügt. In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform sind anstelle des Einfügens von Pauspapier zwischen den kraftlosen Glasgießformen 108 und den Glasgießformteilen 102 die stärkelosen Glasgießformen 108 durch matte Glasgießformen ersetzt.
Der Aufbau der Reaktionszelle 100 ist bevorzugt so konstruiert, daß ein Wärmeaustausch zwischen der Reaktionszelle und deren Umgebung minimiert ist. Es wurde gefunden, daß ein Wärmeaustausch mit der Umgebung Springen und andere Probleme verursacht.
In einer Ausführungsform ist die Dichtung 104 aus Vinylmaterial konstruiert, weist eine gute Lippenbearbeitung auf und bewahrt ausreichend Flexibilität bei Bedingungen um T(max) von 45ºC. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Dichtung 104 aus Siliconmaterial konstruiert. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Dichtung 104 Copolymere von Ethylen und Vinylacetat, die kommerziell von E. I. DuPont de Nemours & Co. unter dem Handelsnamen ELVAX® erhältlich sind. Bevorzugte ELVAX®-Harze sind ELVAX® 350 mit einem Schmelzindex von 17,3-20,9 Grad/min und einem Vinylacetatgehalt von 24,3-25,7 Gew.-%, ELVAX® 250 mit einem Schmelzindex von 22,0-28,0 Grad/min und einem Vinylacetatgehalt von 27,2-28,8 Gew.-%, ELVAX® 240 mit einem Schmelzindex von 38,0-48,0 Grad/min und einem Vinylacetatgehalt von 27,2-28,8 Gew.-% und ELVAX® 150 mit einem Schmelzindex von 38,0-48,0 Grad/min und einem Vinylacetatgehalt von 32,0-34,0 Gew.-%. Die Dichtungen werden durch herkömmliche Spritzgußverfahren hergestellt, die den Fachmännern auf diesem Gebiet gut bekannt sind.
Vorzeitige Freigabe tritt häufig auf, wenn die Gießformen zu starr durch die Dichtungen gehalten werden. Es muß ausreichend Flexibilität in den Dichtungen vorhanden sein, um den Gießformen zu erlauben, der Linse zu folgen, wenn diese schrumpft. Es wurde gefunden, daß unzureichende Abdichtung, ungeeignetes Dichtungsmaterial und/oder eine geringe Restmenge an ungehärtetem Material zu vorzeitigen Freigabefehlern beitragen.
Für beste Resultate sollten beide Seiten der Gießformoberflächen so glatt wie möglich und ohne Kratzer sein. Sie sollten zudem eine glatte Kantenbearbeitung aufweisen. Es wurde gefunden, daß Kratzer in den Gießformen wichtiger sind, als gerade denselben Fehler in der fertigen Linse herzustellen. Während der Reaktion werden freie Radikale erzeugt, und diese freien Radikale können gegenüber Oberflächenbedingungen empfindlich sein, insbesondere wenn kein Agens zur Freigabe aus der Gießform verwendet wird. Kratzer auf der Oberfläche können ein Springen und Aberrationen initiieren. Kratzer können mehr oder weniger Adhäsion verursachen und vorzeitige Freigabe tritt häufig zu Beginn eines Kratzers auf.
Gießformmarkierungen verursachen unterschiedliche Lichtintensitätsbedingungen unter der Markierung, sogar wenn sich die Markierung auf der äußeren Oberfläche der Gießform befindet. Der vollständig belichtete Bereich der Linse wird härter sein, und die Probe kann deswegen Spannungen aufweisen. Der Abschnitt der Linse unter der Markierung wird weicher sein am Ende der Aushärtungsdauer. Dieser Effekt wurde beobachtet und kann eine vorzeitige Freigabe verursachen oder ein Springen induzieren.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme der folgenden Beispiele detaillierter beschrieben.

Beispiel 1

Die Effizienz der Fotoinitiierung von verschiedenen kommerziell erhältlichen Initiatorverbindungen in der Polymerisation von Diethylenglykolbis(allyl)carbonat (DEG- BAC) wurde untersucht bei einer konstanten Lichtintensität von 17 mW/cm² und einer Initiatorkonzentration von 3% (Gewicht/Volumen) untersucht. Die Polymerisationsgeschwindigkeit wurde durch IR-Spektroskopie unter Verwendung der Absorptionsbande der Valzenzschwingung der olefinischen Doppelbindung bei 1650 cm&supmin;¹ überwacht. Die Ergebnisse zeigten, daß 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-on und 1- Hydroxycyclohexylphenylketon die höchsten Effizienzen als Initiatoren für die Polymerisation von DEG-BAC aufweisen. Im Gegensatz erzeugten Benzoin und Benzoinether viel geringere Polymerisationsgeschwindigkeiten und sind daher schlechte Initiatoren für DEG-BAC.

Vorrichtung

Eine Hanovia-Mitteldruckquecksilberlampe, die eine kleine Menge an Eiseniodid zur Verbesserung der spektralen Leistung in der UV-Region um 350 nm enthält, wurde als UV- Lichtquelle verwendet. Die Lampe wurde in einem luftgekühlten Gehäuse eingebaut, welches mit einem elliptischen Reflektor ausgestattet war. Die Lampe wurde mit einem speziellen Stützballast betrieben, um eine konstante Leistung bei drei verschiedenen Intensitäten von 49, 78 und 118 Watt/cm (125, 200 und 300 Watt/Inch) zu liefern. Ein 6,3 mm (1/4 Inch) Filter aus PYREX-Glas wurde in den Weg des Leitstrahls plaziert, um kurzwelliges UV-Licht zu absorbieren. PYREX ist eine registrierte Marke. Die Gesamtintensität des einfallenden Lichts wurde mittels eines digitalen Radiometers gemessen, welches mit einem 1 cm² Streu- Sensorfenster ausgestattet war. Dieses Radiometer arbeitet in einem Spektralbereich von 320 bis 380 nm mit einem Vollbereichanzeigewert von 0 bis 200 mW/cm².
Die gsamte IR-Spektroskopie wurde an einem Nicolet 7199 Fourier Transform Spektrophotometer durchgeführt, welches mit einem Triglycinsulfatdetektor ausgestattet war.
UV-Spektren der Initiator/Monomer-Lösungen wurden an einem Shimadzu UV-160, einem Mikrocomputer-kontrollierten Doppelstrahl-UV-Vis-Spektrophotometer, aufgenommen.

Verfahren

Eine Lösung aus 3% Initiator im Monomer wurde auf der Basis von Gewicht/Volumen hergestellt. Nachdem der Initiator im Monomer gelöst war, wurde die Lösung in ein Teströhrchen überführt, und für 15 Minuten mit Stickstoff gespült, um gelösten Sauerstoff auszutreiben. Einige Tropfen der Lösung wurden sandwichartig zwischen zwei Natriumchloridscheiben, welche durch ein 0,05 mm bereits Zwischenstück aus rostfreiem Stahl getrennt wurden, angeordnet, und dann in einer abnehmbaren Zelleneinbauvorrichtung gesichert. Nachdem die Zelle zusammengesetzt war, wurde ein IR-Spektrum aufgenommen. Die Probezelle wurde dann die gewünschte Zeit lang bestrahlt, entfernt, und sofort auf dem IR-Spektrophotometer analysiert. Dieser Kreislauf von Belichtung-IR-Spektrum wurde für jede Probe sieben- oder achtmal wiederholt. Wiederholte Experimente mit unterschiedlichen Initiatoren wurden demselben Verfahren folgend durchgeführt. Die Peaksignalbereiche der IR-Banden wurden unter Verwendung des SETUP-Computerprogramms, welches von einem DEXTER/2-System betrieben wurde, berechnet.

Ergebnisse

Fig. 4 zeigt ein IR-Absorptionsspektrum von DEG-BAC vor und nach Bestrahlung in Gegenwart von 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-on, welches kommerziell von EM Chemicals unter dem Handelsnamen Darocur 1173 erhältlich ist. Der interessante Punkt ist die große Abnahme der Absorption bei 1650 cm&supmin;¹ (Bande A), welches die C=C- Streckschwingung in den Allylabschnitten von DEG-BAC ist. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, ist diese Absorptionsbande ein ausgezeichnetes Maß für den Polymerisationsgrad von DEG- BAC. Andere Änderungen im IR-Absorptionsspektrum treten auf, aber da die Absorptionsbande bei 1650 cm&supmin;¹ eine fundamentale Schwingungsform darstellt, ist es das zuverlässigste Kriterium für den Gehalt an Ungesättigtheit.
Der Restanteil an Ungesättigtheit von DEG-BAC wurde unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet:
% Rest-Ungesättigtheit = (At/A&sub0;) 100 (1),
wobei A&sub0; und At die Absorptionspeakbereiche der Bande A (Grundlinie 1659-1641 cm&supmin;¹) anfangs bzw. nach einer Bestrahlung von t Sekunden sind.
Obwohl die abnehmbare Zelle mit einem fixierten Abstandshalter verwendet wurde, wurde beobachtet, daß die offensichtliche Dicke der Probe sich aufgrund einer Dichtezunahme ändert, wenn die Polymerisation voranschreitet. Eine Bande bei 1581 cm&supmin;¹ (Bande B), welche sich während der Polymerisation nicht deutlich änderte, wurde als ein interner Standard verwendet. Um die korrekte %-Ungesättigtheit zu erhalten, wurde ein Korrekturfaktor von B&sub0;/Bt zur Gleichung 1 angefügt.
% Rest-Ungesättigtheit = (At/B&sub0;) · 100 / (A&sub0;/Bt) (2),
wobei B&sub0; und Bt die Absorptionspeakbereiche der Bande B (Grundlinie 1592-1572) anfangs bzw. zur Zeit t während der Polymerisation sind. Ein typisches Datenbeispiel ist unten in Tabelle I gegeben. Tabelle I Daten für die Polymerisation von DEG-BAC mit 3% 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan- 1-on und einer Lichtintensität von 17 mW/cm².
Als eine weitere Überprüfung für die Gültigkeit dieser Methode oder Gleichung 2 wurden zwei zusätzliche analytische Verfahren angewendet; Brechungsindex und Iodometrie. Das Brechungsindexverfahren basierte auf Daten, die von Starkweather und Eirich, Ind. Engl. Chem.. 47 : 2452 (1955) veröffentlicht wurden, von welchen der Konversionsfaktor deduziert wurde. Das Iodwertverfahren war dasjenige, welches in ASTM D1541-60 beschrieben wurde. Die Ergebnisse sind unten in Tabelle II gezeigt. Tabelle II Prozent Rest-Ungesättigtheit des bestrahlten DEG-BAC durch drei verschiedene Verfahren.
Ein Vergleich dieser zwei Verfahren mit dem IR-Verfahren, welches Gleichung 2 verwendet, zeigt eine vernünftige Übereinstimmung.
Die anfänglichen Polymerisationsgeschwindigkeiten nach einer regelmäßigen UV- Bestrahlung wurden aus den Schrägen des anfänglichen Teils der %-Ungesättigtheit- Zeitkurven bestimmt. Tabelle III faßt die Ergebnisse, die für die Polymerisation von DEG- BAC mit verschiedenen Initiatoren bei Raumtemperatur erhalten wurden, zusammen. Tabelle III Anfängliche Geschwindigkeiten (RP) der Photopolymerisation von DEG-BAC mit 3% Initiator und einer Lichtintensität von 17 mW/cm² im Bereich von 320-380 nm.
Bedingungen für alle Versuche waren 3% Initiator (Gewicht/Volumen) und 17 mW/cm² wirksame Intensität in dem Bereich von 320 bis 380 nm. Die Ergebnisse zeigen, daß 2- Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-on, welches kommerziell von EM Chemicals unter dem Handelsnamen Darocur 1173 erhältlich ist, und 1-Hydroxycyclohexylphenylketon, welches kommerziell von Ciba-Geigy unter dem Handelsnamen Irgacure 184 erhältlich ist, die besten Fotoinitiatoren für DEG-BAC in der untersuchten Gruppe sind. Jedoch sind Benzoinether, welche eine hohe Effizienz als Initiatoren für Vinylpolymerisationen zeigen, viel weniger wirksam in der Photopolymerisation von DEG-BAC.

BEISPIEL 2

Das Ziel dieses Beispiels war, eine Zusammensetzung, welche DEG-BAC einschließt, und ein Verfahren für die Herstellung gießgeformter Brillenlinsen durch ultraviolette Fotoinitiierung zu entwickeln.

Zusammensetzung

Es wurde gefunden, daß es schwierig ist, ein annehmbares Produkt durch die Verwendung von DEG-BAC und Fotoinitiator allein in Verbindung mit dem vorhandenen Bestrahlungssystem herzustellen. Es wurde ermittelt, daß der Zusatz weiterer Monomere wesentlich war, um die wünschenswerteste Kombination von optischen und mechanischen Eigenschaften der fertigen Linse zu erhalten. Die zusätzlichen Monomere wurden von monofunktionellen und mehrfunktionellen Acrylaten oder Methacrylaten ausgewählt.
Die letztendliche Zusammensetzung der Rohmaterialien war mischbar, klar und staubfrei. Zusätzlich lagen die Ultraviolettdurchlässigkeiten der Komponenten mit Ausnahme des Fotoinitiators in dem gewünschten Bereich bei einem Maximum.
Die bevorzugte Zusammensetzung ist in Tabelle IV gezeigt. Tabelle IV

Reaktionszelle

Die Reaktionszelle schloß zwei geformte Glasfenster zur Herstellung der Linse und eine flexible Silicon- oder Vinyldichtung ein. Die Glasgießformen gaben die Linsenoberflächen wieder. Die innere Krümmung der Gießformen zusammen mit der Dicke der Dichtung kontrollierten die Linsenform und die Stärke. Um Linsen mit einer guten Qualität herzustellen, war es wichtig, daß die Glasgießformen keine Oberflächenkratzer oder andere Defekte aufwiesen.

Ultraviolettlicht-Bestrahlungssystem

Der interessante Spektralbereich für Ultraviolettbestrahlungsaushärtung ist 320-400 nm, wo die wirksamsten Fotoinitiatoren absorbieren und Gießformen aus Kronglas eine maximale Durchlässigkeit ermöglichen.
Von den verfügbaren Lichtquellen mit hoher Intensität bieten Eisen-zugefügte Quecksilberbogenlampen eine hohe Leistung innerhalb dieses bevorzugten Bereichs und wurden somit in diesem System verwendet. Kürzere Wellenlängen unterhalb 320 nm wurden durch einen 6,3 mm (1/4 Inch) PYREX-Glasfilter blockiert, welcher 15,2-20,3 cm (6-8 Inch) von der Lampe entfernt und 12,7-17,8 cm (5-7 Inch) von der Reaktionszelle entfernt angeordnet war. Es wurde gefunden, daß diese Blockierung der kürzeren Wellenlängen wichtig ist. Wenn es der gesamten Intensität der ultravioletten Lichtquelle ermöglicht wurde, auf die Glasgießform zu treffen, brach diese aufgrund der starken Absorption der kürzeren Wellenlängen durch das Glas. Sogar geringe Mengen von Strahlung dieser Wellenlänge verursachten ernste Aufheizprobleme.
Zusätzliche Vorteile, die durch den PYREX-Glasfilter geboten wurden, schlossen eine bedeutsame Reduzierung ungewollter IR-Wärmeprobleme, die normalerweise durch die Lampe produziert wurden, ein. Wärme wurde kontinuierlich entfernt, ohne die Stabilität der Lampe zu stören, indem Luft über den Filter und die Reaktionszelle geblasen wurde. Die ultravioletten Strahlen, die von der Lampe ausgestrahlt wurden, wurden durch zwei oder drei eng angeordnete Blätter Pauspapier, 7,6 cm (3 Inch) von der Reaktionszelle entfernt oder 5-10 cm (2-4 Inch) vom PYREX-Glasfilter entfernt, geleitet. Das Pauspapier steigert die Einheitlichkeit der Lichtverteilung mit einer weiteren Reduzierung der Aufheizprobleme.
Die Lichtintensität in dem Bereich von 320-400 mm wurde unter den obigen Bedingungen von 27 mW/cm² (in Abwesenheit des PYREX-Glasfilters und des Pauspapiers) auf etwa 6-10 mW/cm² reduziert, mit einer ausgezeichneten Leistung, verglichen mit einem unveränderten Bestrahlungssystem sogar bei einer vergleichbaren Lichtintensität.
Alternativ wurde ermittelt, daß die Hochdruckquecksilberbogenlampen durch fluoreszierende Röhren ohne einen Verlust in der Leistung ersetzt werden konnten. Sylvania und Philips stellen beide annehmbare fluoreszierende Röhren her, welche fast ihre gesamte Leistung in dem wünschenswerten Bereich (320-390 nm) erzeugen. Eine Bank dieser Lampen war fähig, wenigstens 8 mW/cm² herzustellen und waren in diesem System wirksam. Diese fluoreszierenden Röhren stellen viele Vorteile gegenüber den Hochdruckquecksilberbogenlampen bereit, so sind sie billig, kompakt und benötigen viel weniger Energie.
Zwei Beleuchtungsquellen wurden verwendet, um eine Belichtung mit ultraviolettem Licht gleichzeitig an beiden Seiten der Reaktionszelle bereitzustellen. Es wurde gefunden, daß der kritische Punkt bei der Bestrahlung kurz nach dem Erstarrungspunkt auftritt, wenn die Polymerisationsgeschwindigkeit drastisch zunimmt und die Mobilität der reagierenden Monomereinheiten abnimmt, was in einem rapiden Anstieg der Temperatur, besonders bei dickeren Proben, resultiert. An diesem Punkt trat ein Springen der Probe auf, wenn der Temperaturunterschied zu groß wurde. Diese kritische Stufe wurde kontrolliert, indem die Temperatur an der Gießformoberfläche überwacht und der Unterschied der Temperaturen zwischen der Gießformoberfläche und der Umgebung bei weniger als 20ºC gehalten wurde. Bei Raumtemperatur bedeutete dies, die Temperatur an der Gießformoberfläche unterhalb 50ºC (120ºF) zu halten. Eine Alternative bestand darin, die Intensität der Strahlung des ultravioletten Lichts zu reduzieren, aber dies resultierte in einer längeren Bestrahlungszeit. Eine andere Möglichkeit bestand darin, die Konzentration des Fotoinitiators zu reduzieren, was ebenfalls die Bestrahlungszeit steigerte und andere Probleme verursachte.
Die Reaktionszelle wurde dort plaziert, wo wenigstens 20% des einfallenden Lichts durch die Zelle geleitet werden, um sicherzustellen, daß Bereiche am weitesten entfernt von den Lampen ausreichend Strahlung erhalten. Bei Verwendung eines Wertes von 6 mW/cm² an einfallendem Licht war es nötig, daß 1,2 mW/cm² durch die Zelle geleitet wurden.
Zwei Lampen wurden verwendet, um genügend Strahlungsenergie durch das Linsen-bildende Material bereitzustellen, so daß jeder Mangel an Energie an einer Seite durch die Lampe auf der anderen Seite ausgeglichen wurde. Es wurde gefunden, daß es sehr schwierig ist, eine einheitliche Strahlung mit lediglich einer Lampe zu erhalten.
Die Monomermischung beinhaltete Comonomere, die die nötigsten Eigenschaften verbesserten. TMPTA war nützlich bei der Reduzierung des Effekts ungleicher Strahlung über den Linsenkörper. Ohne TMPTA traten sichtbare Verzerrungen auf. TFFA wurde zugefügt, um Flexibilität zur Mischung zuzufügen und ein Springen der Linse zu verhindern. Zwischen 12 und 35 Gew.-% an TFFA waren wirksam. Mehr als 25% verursachten zuviel Flexibilität und weniger als 12% versagten, ein Springen zu verhindern. Ein zusätzlicher Bonus bestand darin, daß der Zusatz von TFFA außerdem die Freigabe aus der Gießform verbesserte. Ein Nachteil bestand darin, daß TFFA die Gelbfärbung der Linse leicht steigerte.

Verfahren

Das Verfahren zur Herstellung von Linsen war wie folgt:
1. Die notwendige Menge an Initiator wurde in TFFA unter ausreichender Rührung gelöst.
2. Die notwendige Menge an DEG-BAC und anderen Zutaten wurde in die Fotoinitiator- TFFA-Lösung (unter ausreichender Rührung) gegossen, um eine klare Flüssigkeit, frei von ungelösten Teilchen, zu erhalten. In manchen Fällen war es hilfreich, die Mischung um etwa 10ºC über Raumtemperatur zu erwärmen, um sicherzustellen, daß die Mischung einen guten homogenen Zustand erreichte.
3. Ausreichend Linsenlösung wurde in den Zellenbehälter plaziert, welcher sich aus dem konkaven Teil des Zellenfensters gestützt durch die wünschenswerte flexible Dichtung zusammensetzte. Das andere Fenster wurde vorsichtig angeordnet, um Luft zu ermöglichen, unter Verwendung eines Mikrospatels, welcher zwischen der Glasgießform und der Dichtung eingesetzt war, frei zu entweichen. Wenn die Zelle gefüllt war, wurde der Spatel entfernt und die Dichtung kehrte in einen abdichtenden Zustand zurück.
4. Die Fenster wurden überprüft und jegliche Spritzwässer wurden durch Vakuumabsaugung entfernt.
5. Die Reaktionszelle wurde zwischen zwei Strahlungsquellen in Position gebracht und die Reaktion durch Verwendung beider Quellen gestartet. Es war der Oberflächentemperatur nicht möglich in den ersten 5-10 Minuten 50ºC zu überschreiten.
6. Nach Beendigung des Aushärtungsverfahrens (20-60 Minuten, abhängig von der Dicke der Linse, der Krümmung der Linse, der Reaktionstemperatur und dem Bestrahlungsprogramm) wurde es der Reaktionszelle ermöglicht, auf Raumtemperatur abzukühlen.
7. Die Dichtung wurde entfernt und die Fenster unter Verwendung einer Klinge oder eines Messers, welches zwischen der ausgehärteten Linse und dem Glasfenster eingesetzt wurde, mit einem sanften mechanischen Schlag entfernt.
Gießformfehler an den Rändern stören den abdichtenden Zustand und induzieren häufig eine vorzeitige Freigabe.
In jedem der folgenden Beispiele wurde das Monomer Bisphenol-A-bis(allylcarbonat) von PPG Industries, Inc. erhalten; das Tetraethylenglykoldiacrylat-Monomer (TTEGDA) wurde von Interez erhalten, daß 1,6-Hexandioldimethacrylat-Monomer (HDDMA) wurde von Rohm Tech, Inc. oder Sartomer erhalten, die Tripropylenglykoldiacrylat-(TRPGDA) und Trimethylolpropantriacrylat-(TMPTA)-Monomere wurden von Interez oder Sartomer erhalten, das Styrolmonomer wurde von Fisher erhalten und der 1- Hydroxycyclohexylphenylketon-Fotosensibilisator wurde von Ciba-Geigy unter dem Handelsnamen Irgacure 184 erhalten.

Beispiel 3

Das Ziel dieses Beispiels bestand darin, optische Linsen herzustellen, die Bisphenol-A- bis(allylcarbonat) enthalten und die nicht brüchig sind, eine wünschenswerte Farbe und Klarheit aufweisen, und keine Muster, Fehler oder Aberrationen aufweisen.
Die Ergebnisse verschiedener typischer Beispielzubereitungen sind unten gezeigt. In jedem Versuch wurden die folgenden Bedingungen eingehalten:
1. Alle flüssigen Materialien wurden vor Verwendung mit Aluminapulver (basisch) behandelt.
2. Sylvania-fluoreszierende Lampen (F158T/2052), welche eine Intensität von 5,0 bis 6,6 mW/cm² an UV-Licht erzeugen, wurden als Lichtquelle verwendet. UV-Licht, welches die Gießformoberfläche erreicht, war jedoch in einer Ordnung von 1,5 mW/cm² und die Proben wurden für etwa 20 Minuten bestrahlt.
3. Die Gießformen hatten einen Durchmesser von 75 nm.
4. Das Bisphenol-A-bis(allylcarbonat)-Monomer wurde von PPG Industries, Inc., erhalten, in einer Zubereitung, welche 91 Gew.-% Bisphenol-A-bis(allylcarbonat), 7 Gew.-% DEG- BAC und 2 Gew.-% Antigelbfärbungsadditive einschloß. Die Antigelbfärbungsadditive, welche UV-Absorber sind, wurden vor der Zubereitung der Zusammensetzungen entfernt.

Zubereitung 1

Eine Kunststofflinsenzusammensetzung, die eine Monomermischung einschließt, bestehend aus:
22,12 Gewichtsteilen Bisphenol-A-bis(allylcarbonat), (zusammen mit 1,69 Gewichtsteilen DEG-BAC), 15,8 Gewichtsteilen TTEGDA, 15,0 Gewichtsteilen TRPGDA, 19,6 Gewichtsteilen TMPTA, 22,3 Gewichtsteilen HDDMA, 3,50 Gewichtsteilen Styrol; einem Fotosensibilisator bestehend aus 0,05 Gewichtsteilen 1-Hydroxycyclohexylphenylketon; und einem Agens zur Freigabe aus der Gießform bestehend aus 76 ppm Butylstearat wurden in einer Reaktionskammer zwischen entgegengesetzten 550 und 775 Glasgießformen angeordnet, die konfiguriert sind, um eine positive Korrekturlinse zu erzeugen. Die Gießformen wurden in einem Abstand von 1,8 mm durch eine vinylartige Dichtung getrennt. Die Strahlungszelle war eine wie oben beschriebene unter Bezugnahme auf Fig. 6, und die Strahlungslinsen waren negative Stärkelinsen.
Die Zusammensetzung wurde für eine Dauer von 17 Minuten bestrahlt und zeigte eine leichte und langsame Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs.
Die Linse war ein gutes Gesamtprodukt, welches eine günstige Erscheinung im Bereich der Farbe und Klarheit zeigte und einen Flexibilitätswiderstand aufwies, welcher besser war als bei herkömmlichen DEG-BAC-Linsen.

Zubereitung 2

Eine Kunststofflinsenzusammensetzung, welche eine Monomermischung umfaßt, bestehend aus:
23,70 Gewichtsteilen Bisphenol-A-bis(allylcarbonat), (zusammen mit 1,81 Gewichtsteilen DEG-BAC), 15,9 Gewichtsteilen TTEGDA, 15,3 Gewichtsteilen TRPGDA, 16,2 Gewichtsteilen TMPTA, 23,4 Gewichtsteilen HDDMA, 3,6 Gewichtsteilen Styrol; einem Fotosensibilisator bestehend aus 0,051 Gewichtsteilen 1-Hydroxycyclohexylphenylketon; und einem Agens zur Freigabe aus der Gießform bestehend aus 114 ppm Butylstearat wurden in einer Reaktionskammer zwischen entgegengesetzten Glasgießformen angeordnet, welche konfiguriert waren, um eine positive (2,7D) Korrekturlinse zu erzeugen. Die Glasgießformen wurden durch eine vinylartige Dichtung getrennt. Die Glasgießformen wurden gewaschen und mit Methylethylketon vor der Reaktion behandelt. Die Strahlungszelle war wie oben beschrieben unter Bezugnahme von Fig. 6, und die Strahlungslinsen waren negative Stärkelinsen.
Die Zusammensetzung wurde für eine Dauer von 18 Minuten bestrahlt und zeigte eine leichte Reaktion, welche nicht zu schnell und nicht zu langsam war. Die Linse sprang nicht und wurde nicht vorzeitig freigegeben. Die Linse wies einen Flexibilitätswiderstand auf, welcher besser war als bei herkömmlichen DEG-BAC-Linsen. In der Nähe ihrer Ränder war die Linse jedoch brüchig, was vermutlich durch eine Wechselwirkung mit dem einfallenden Licht, verursacht durch die Linsengießformvorrichtung, bewirkt wird.

Zubereitung 3

Eine Kunststofflinsenzusammensetzung, welche eine Monomermischung einschließt, bestehend aus:
26,10 Gewichtsteilen Bisphenol-A-bis(allylcarbonat) (zusammen mit 2,00 Gewichtsteilen DEG-BAC), 14,0 Gewichtsteilen TTEGDA, 16,8 Gewichtsteilen TRPGDA, 14,3 Gewichtsteilen TMPTA, 24,1 Gewichtsteilen HDDMA, 2,60 Gewichtsteilen Styrol; einem Fotosensibilisator bestehend aus 0,048 Gewichtsteilen 1-Hydroxycyclohexylphenylketon; wurden in einer Reaktionskammer zwischen entgegengesetzten 660 und 500 Glasgießformen angeordnet, welche konfiguriert waren, um eine negative Korrekturlinse zu erzeugen. Die Gießformen wurden in einem Abstand von 4,8 mm durch eine Dichtung getrennt. Die Strahlungszelle war wie oben beschrieben unter Bezugnahme auf Fig. 6. Die Gießformen wurden vor dem Aushärtungsverfahren mit Butylstearat als ein Agens zur Freigabe aus der Gießform besprüht.
Die Zusammensetzung wurde für eine Dauer von 20 Minuten bestrahlt. Die fertige Linse zeigte keine Verschwommenheit und gute Härte, war jedoch an ihren Rändern brüchig. Das Butylstearat, welches auf die Gießformoberfläche gesprüht worden war, führte zu Oberflächenanomalien in der fertigen Linse.

Beispiel 4

Das Ziel dieses Beispiels war die Herstellung optischer Linsen, die Bisphenol-A- bis(allylcarbonat) enthalten, welche nicht brüchig waren, eine wünschenswerte Farbe und Klarheit aufwiesen und keine Muster, Fehler oder Aberrationen aufwiesen.
In jedem Versuch dieses Beispiels wurden Sylvania-fluoreszierende Lampen (F158T/2052), welche eine Intensität von 5,0 bis 6,6 mW/cm² an UV-Licht erzeugen, als Lichtquelle verwendet.
Die Grundzutaten der Zubereitung entsprechend Beispiel 4 schlossen TTEGDA, TRPGDA, TMPTA, Bisphenol-A-bis(allylcarbonat), Styrol und 1-Hydroxycyclohexylphenylketon ein, welche kommerziell von den oben dargelegten Quellen erhältlich sind.
Zelec® UN wurde als ein Agens zur Freigabe aus der Gießform als Ergänzung zu Butylstearat getestet.
Häufig wurden die Monomere zur Entfernung von Unreinheiten über Schüttungen von Alumina (basisch) geleitet. Dies war besonders richtig für das Monomer TRPGDA.
Die Ergebnisse verschiedener typischer Probezubereitungen sind unten gezeigt.
Beispielzubereitung 4 wurde in einer Reaktionszelle wie oben beschrieben unter Bezugnahme von Fig. 6 bestrahlt.
Jede der Beispielzubereitungen 5-7 und Vergleichsbeispielzubereitungen 8-9 wurden in einer Reaktionszelle wie oben beschrieben unter Bezugnahme von Fig. 7 bestrahlt.
Wie in Fig. 7 gezeigt, ist die Linsen-bildende Kammer 106 thermisch an den Seiten durch die Dichtung 110 isoliert. Entsprechend dieses Beispiels wurde die Kammer 106 thermisch durch zwei große Dichtungen 110 isoliert, welche die folgenden Abmessungen aufweisen: 92 mm OD, 85 mm ID und 75 mm Lippendurchmesser, und am Kopf und Fuß durch zwei stärkelose Glasgießformen 108, die einen 76 mm Durchmesser aufweisen, welcher in die große Dichtung 110 hineinpaßt. Drei Blätter Pauspapier wurden zwischen die stärkelosen Glasgießformen 108 und die Glasgießformen 102 der Linsen-bildenden Kammer 106 eingefügt. Wärmeaustausch zwischen der Reaktionszelle und deren Umgebung wurde mit dieser Anordnung bei weitem reduziert.
Mattes Glas anstelle der Glasgießformen 108 wurde getestet und arbeitete ebenso gut wie klare Glasgießformen 108 mit dem Pauspapier. In jedem Fall war eine gute Abdichtung für die Herstellung von Linsen hoher Qualität sehr wichtig.
Dichtungsmaterial und Verarbeitung der Lippe waren ebenfalls sehr wichtig. Die meisten der Versuche wurden unter Verwendung von Vinyldichtungen ausgeführt, welche viele Male verwendet worden waren, so daß die Qualität der Lippe sich verschlechterte, was das Abdichten schwierig machte.
Mangelhafte Abdichtung und Dichtungsmaterial und ein kleiner Restgehalt an nicht- gehärtetem Material trugen zu einer vorzeitigen Freigabe bei.
Wenn die Linsenaushöhlung nicht vollständig abgedichtet war, trat eine kleine Menge an Luft ein und verhinderte die Polymerisation der Monomermischung, die diese erreichte, was in etwas nicht ausgehärteter Restflüssigkeit resultierte, welche an der Dichtungslippe blieb.

Zubereitung 4

Eine Kunststofflinsenzusammensetzung, welche eine Monomermischung einschließt, bestehend aus:
24,13 Gewichtsteilen Bisphenol-A-bis(allylcarbonat) (zusammen mit 1,84 Gewichtsteilen DEG-BAC), 16,05 Gewichtsteilen TTEGDA, 15,64 Gewichtsteilen TRPGDA, 16,59 Gewichtsteilen TMPTA, 23,87 Gewichtsteilen HDDMA, 1,48 Gewichtsteilen Styrol; einem Fotosensibilisator bestehend aus 0,02 Gewichtsteilen 1-Hydroxycyclohexylphenylketon wurden in einer Reaktionskammer zwischen entgegengesetzten Glasgießformen angeordnet, welche konfiguriert waren, um eine Doppelfokuskorrekturlinse zu erzeugen. Die Glasgießformen wurden durch Silikondichtungen getrennt, um eine Linse herzustellen, welche 2 mm dick am Rand und 7,7 mm dick im Zentrum war. Die Linsenzusammensetzung wurde insgesamt 36 Minuten ausgehärtet. Nach 20 Minuten Bestrahlung trat eine Freigabe aus der Gießform bei dem Doppelfokus auf. Das ultraviolette Licht, das durch die Zelle geleitet wurde, hatte eine Intensität von 1,1 mW/cm². Unter diesen Bedingungen erreichte das T(max) 48ºC nach 16 Minuten Bestrahlung und fiel auf 47ºC nach 20 Minuten Bestrahlung. Nach der Bestrahlung wurde etwas Restflüssigkeit um die Dichtungslippe herum gefunden. Die hergestellte Linse wies ausgezeichnete Farbe, keine Muster und gute Härte auf. Der Rand der Linse war nicht perfekt, aber die Linse war noch insgesamt ein annehmbares Produkt.

Zubereitung 5

Eine Kunststofflinsenzusammensetzung, welche eine Monomermischung einschließt, bestehend aus:
24,15 Gewichtsteilen Bisphenol-A-bis(allylcarbonat) (zusammen mit 1,85 Gewichtsteilen DEG-BAC), 16,0 Gewichtsteilen TTEGDA, 15,6 Gewichtsteilen TRPGDA, 16,6 Gewichtsteilen TMPTA, 23,9 Gewichtsteilen HDDMA, 1,8 Gewichtsteilen Styrol; und einem Fotosensibilisator bestehend aus 0,02 Gewichtsteilen 1-Hydroxycyclohexylphenylketon wurden in einer Reaktionskammer zwischen entgegengesetzten 550 und 775 Glasgießformen angeordnet, welche konfiguriert waren, um eine positive 3D-Korrekturlinse zu erzeugen. Die Glasgießformen wurden mit einem Abstand von 1,8 mm durch Vinyldichtungen getrennt. Die Linsenzusammensetzung wurde für 40 Minuten bestrahlt und die fertige Linse zeigte keine Muster, wies gute Härte, und gute Farbe und Klarheit auf.

Zubereitung 6

Eine Kunststofflinsenzusammensetzung, welche eine Monomermischung einschließt, bestehend aus:
24,15 Gewichtsteilen Bisphenol-A-bis(allylcarbonat) (zusammen mit 1,85 Gewichtsteilen DEG-BAC), 16,0 Gewichtsteilen TTEGDA, 15,6 Gewichtsteilen TRPGDA, 16,6 Gewichtsteilen TMPTA, 23,9 Gewichtsteilen HDDMA, 1,8 Gewichtsteilen Styrol; und einem Fotosensibilisator bestehend aus 0,02 Gewichtsteilen 1-Hydroxycyclohexylphenylketon wurden in einer Reaktionskammer zwischen entgegengesetzten Glasgießformen, welche konfiguriert waren, um eine positive 5D- oder 6,5D Korrekturlinse zu erzeugen. In diesen Versuchen wurden die Glasgießformen durch eine Ethylenvinylacetatdichtung getrennt. Die Linsenzusammensetzung wurde für 46 Minuten bestrahlt und die fertigen Linsen zeigten keine Muster, wiesen eine gute Härte und gute Farbe und Klarheit auf.

Zubereitung 7

Eine Kunststofflinsenzusammensetzung, welche eine Monomermischung umfaßt, bestehend aus:
24,15 Gewichtsteilen Bisphenol-A-bis(allylcarbonat) (zusammen mit 1,85 Gewichtsteilen DEG-BAC), 16,0 Gewichtsteilen TTEGDA, 15,6 Gewichtsteilen TRPGDA, 16,6 Gewichtsteilen TMPTA, 23,9 Gewichtsteilen HDDMA, 1,8 Gewichtsteilen Styrol; und einem Fotosensibilisator bestehend aus 0,02 Gewichtsteilen 1-Hydroxycyclohexylphenylketon wurden in einer Reaktionskammer zwischen entgegengesetzten Glasgießformen angeordnet, welche konfiguriert waren, um negative Korrekturlinsen zu erzeugen. Die Gießformen waren konfiguriert, um eine -1 Linse oder eine -4 Linse zu erzeugen. Die Linsenzusammensetzung wurde für 40 Minuten bestrahlt. Die -1 Linsen wurden erfolgreich fertig, während die -4 Linsen vorzeitig freigegeben wurden.

Beispiel 5

Das Ziel dieses Beispiels war die Herstellung optischer Linsen, die Bisphenol-A- bis(allylcarbonat) enthielten, welche nicht brüchig waren, eine wünschenswerte Farbe und Klarheit aufwiesen, und keine Muster, Fehler oder Aberrationen aufwiesen.
In jedem Versuch dieses Beispiels wurde Bisphenol-A-bis(allylcarbonat) verwendet. Es wurde ermittelt, daß jegliche Gelbfärbungsprobleme in Linsen, die von Bisphenol-A- bis(allylcarbonat) herrühren, entgegengewirkt und überwunden werden können, indem eine kleine Menge in der Größenordnung von einem Tropfen oder von etwa 0,2 bis 0,4 ppm Styrol, welches einen blauen Farbstoff enthält, welcher 9.10-Anthracendion, 1-Hydroxy-4- [(4-methylphenyl)amino] einschließt, (verfügbar als Thermoplast Blue 684 von BASF Wyandotte Corp.) eingeschlossen wird.
In jedem Versuch dieses Beispiels wurden Sylvania-fluoreszierende Lampen (F158T/2052), welche eine Intensität von 5,0 bis 6,6 mW/cm² an UV-Licht erzeugen, als Lichtquelle verwendet.

Zubereitung 10A

Eine Kunststofflinsenzusammensetzung, welche eine Monomermischung einschließt, bestehend aus:
24,50 Gewichtsteilen Bisphenol-A-bis(allylcarbonat), 16,2 Gewichtsteilen TTEGDA, 16,7 Gewichtsteilen TRPGDA, 16,7 Gewichtsteilen TMPTA, 22,7 Gewichtsteilen HDDMA, 3,0 Gewichtsteilen Styrol; einem Fotosensibilisator bestehend aus 0,023 Gewichtsteilen 1- Hydroxycyclohexylphenylketon; und einem Agens zur Freigabe aus der Gießform bestehend aus 0,7 ppm Zelec® UN wurden in einer Reaktionskammer zwischen entgegensetzten 660 und 520 Glasgießformen angeordnet, welche konfiguriert waren, um eine negative Korrekturlinse zu erzeugen. Die Gießformen wurden mit einem Abstand von 4,8 mm durch eine Dichtung getrennt. Die Linsenzusammensetzung wurde für etwa 20 Minuten bestrahlt.
Die Intensität des ultravioletten Lichts, welches in die Gießform hereinkam, war 2,2 mW/cm² von oben und 2,5 mW/cm² von unten.
Mattes Glas wurde anstelle der isolierten stärkelosen Glasgießformen verwendet.
Die fertige Linse wies gute Farbe und Klarheit, keine Muster und gute Härte ohne Brüchigkeit auf.

Zubereitung 10B

Eine Kunststofflinsenzusammensetzung, welche eine Monomermischung einschließt, bestehend aus:
24,50 Gewichtsteilen Bisphenol-A-bis(allylcarbonat), 16,2 Gewichtsteilen TTEGDA, 16,7 Gewichtsteilen TRPGDA, 16,7 Gewichtsteilen TMPTA, 22,7 Gewichtsteilen HDDMA, 3,0 Gewichtsteilen Styrol; einem Fotosensibilisator bestehend aus 0,023 Gewichtsteilen 1- Hydroxycyclohexylphenylketon; und einem Agens zur Freigabe aus der Gießform bestehend aus 0,7 ppm Zelec® UN wurden in einer Reaktionskammer zwischen entgegengesetzten 550 und 775 Glasgießformen angeordnet, welche konfiguriert waren, um eine positive Korrekturlinse zu erzeugen. Die Gießformen wurden mit einem Abstand von 1,8 mm durch eine Dichtung getrennt. Die Linsenzusammensetzung wurde für etwa 20 Minuten bestrahlt.
Die Intensität des ultravioletten Lichts, welches in die Gießform hereinkam, war 2,2 mW/cm² von oben und 2,5 mW/cm² von unten.
Anstelle von mattem Glas wurden klare Strahlungslinsen verwendet und Pauspapier wurde über den Lampen verwendet, mit 2 Blättern am Kopf und 1 Blatt am Boden.
Die fertige Linse wies günstigere Charakteristika als die Linse aus Zubereitung 10A auf.

Zubereitung 11

Eine Kunststofflinsenzusammensetzung, welche eine Monomermischung einschließt, bestehend aus:
25,60 Gewichtsteilen Bisphenol-A-bis(allylcarbonat), 15,1 Gewichtsteilen TTEGDA, 16,1 Gewichtsteilen TRPGDA, 16,5 Gewichtsteilen TMPTA, 24,1 Gewichtsteilen HDDMA, 2,5 Gewichtsteilen Styrol; einem Fotosensibilisator bestehend aus 0,0195 Gewichtsteilen 1- Hydroxycyclohexylphenylketon; und einem Agens zur Freigabe aus der Gießform, bestehend aus 1,0 ppm Zelec® UN wurden in einer Reaktionskammer zwischen entgegengesetzten 550 und 775 Glasgießformen angeordnet, welche konfiguriert waren, um eine positive Korrekturlinse zu erzeugen. Die Gießformen wurden mit einem Abstand von 1,8 mm durch eine Dichtung getrennt. Zwei Blätter Pauspapier wurden zwischen die stärkelose Glasgießform und die Linsen-bildende Gießform auf beiden Seiten der Reaktionszelle eingefügt. Die Linsenzusammensetzung wurde für etwa 23 Minuten ausgehärtet.
Die fertige Linse zeigte günstige Charakteristika.

Zubereitung 12

Eine Kunststofflinsenzusammensetzung, welche eine Monomermischung einschließt, bestehend aus:
25,10 Gewichtsteilen Bisphenol-A-bis(allylcarbonat), 15,5 Gewichtsteilen TTEGDA, 16,3 Gewichtsteilen HDDMA, 2,7 Gewichtsteilen Styrol; einem Fotosensibilisator bestehend aus 0,021 Gewichtsteilen 1-Hydroxycyclohexylphenylketon, einem Agens zur Freigabe aus der Gießform bestehend aus 0,88 ppm Zelec® UN und einem Tropfen Styrol, welches einen blauen Farbstoff beinhaltet, welcher 9,10-Anthracendion, 1-Hydroxy-4-[(4- methylphenyl)amino] umfaßt (verfügbar als Thermoplast Blue 684 von BASF Wyandotte Corp.), wurden in einer Reaktionskammer zwischen entgegengesetzten 550 und 775 Glasgießformen angeordnet, welche konfiguriert waren, um eine positive 2D Korrekturlinse zu erzeugen. Die Gießformen wurden in einem Abstand von 1,8 mm durch eine Dichtung getrennt. Die Linsenzubereitung wurde für etwa 36 Minuten bestrahlt.
Die Intensität des ultravioletten Lichts, welches in die Gießform hineinkam, war 1,5 mW/cm² von oben und 2,4 mW/cm² von unten.
Die fertige Linse zeigte gute Farbe, war frei von Verzerrungen und war steifer als herkömmliche thermisch ausgehärtete DEG-BAC-Linsen. Die Linse bestand zudem den Sicherheitsfallballtest, nachdem sie für 10 Minuten in heißem Wasser gewesen war.

Zubereitung 13

Eine Kunststofflinsenzusammensetzung, welche eine Monomermischung einschließt, bestehend aus:
25,82 Gewichtsteilen Bisphenol-A-bis(allylcarbonat), 15,06 Gewichtsteilen TTEGDA, 16,05 Gewichtsteilen TRPGDA, 16,3 Gewichtsteilen TMPTA, 24,00 Gewichtsteilen HDDMA, 2,76 Gewichtsteilen Styrol; einem Fotosensibilisator bestehend aus 0,025 Gewichtsteilen 1- Hydroxycyclohexylphenylketon; und einem Agens zur Freigabe aus der Gießform bestehend aus 0,3 ppm Dioctylphthalat (verfügbar von Aldrich) wurden in einer Reaktionskammer zwischen entgegengesetzten 415 und 775 Glasgießformen angeordnet, welche konfiguriert waren, um eine positive 4D Korrekturlinse zu erzeugen. Die Gießformen wurden mit einem Abstand von 1,8 mm durch eine Dichtung getrennt. Die Linsenzusammensetzung wurde JUr etwa 25 Minuten bestrahlt.
Die fertige Linse zeigte günstige Charakteristika.

Vergleichszubereitung 14

Eine Kunststofflinsenzusammensetzung, welche eine Monomermischung einschließt, bestehend aus:
26,70 Gewichtsteilen Bisphenol-A-bis(allylcarbonat), 15,5 Gewichtsteilen TTEGDA, 16,0 Gewichtsteilen TRPGDA, 16,4 Gewichtsteilen TMPTA, 22,4 Gewichtsteilen HDDMA, 3,0 Gewichtsteilen Styrol; einem Fotosensibilisator bestehend aus 0,0204 Gewichtsteilen 1- Hydroxycyclohexylphenylketon; und einem Agens zur Freigabe aus der Gießform bestehend aus 2,5 ppm Zelec® UN wurden in einer Reaktionskammer zwischen entgegengesetzten 550 und 775 Glasgießformen angeordnet, welche konfiguriert waren, um eine positive Korrekturlinse zu erzeugen. Die Gießformen wurden mit einem Abstand von 1,8 mm durch eine Dichtung getrennt. Die Linsenzusammensetzung wurde für etwa 22 Minuten bestrahlt.
Die Intensität des ultravioletten Lichts an der Oberfläche der Lichtquelle war 4,8 mW/cm². Die Intensität des ultravioletten Lichts, welches in die Gießform hereinkam, war 3,6 mW/cm². Die Intensität des ultravioletten Lichts, welches aus der Gießform herauskam, war 1,5 mW/cm².
Die fertige Linse zeigte einen vernachlässigbaren Grad an Mustern und hatte eine gute Farbe. Die Muster, welche in dieser Linse entwickelt wurden, wurden vermutlich durch einen zu hohen Anteil an Zelec® UN verursacht.
Die folgenden sind zusätzliche Beispiele beispielhafter polymerer Verbindungen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung. In jedem der folgenden Beispiele wurde Bisphenol- A-bis(allylcarbonat) von PPG Industries, Inc. erhalten in einer Form, welche lediglich das Bisphenol-A-bis(allylcarbonat)-Monomer einschloß. Jedes Acrylatmonomer wurde getrennt über eine Aluminasäule (etwa 60 bis 70 g Alumina/500 g Monomer) in einer Säule mit 2 cm Durchmesser behandelt. ZELEC® UN wurde als ein Agens zur Freigabe aus der Gießform bei einer Rate von 1,0 ppm, basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung, verwendet. Alle Beispiele wurden ultravioletter Strahlung für 30 Minuten unterworfen.
Die herstellenden Linsenbeispiele waren etwa -1/2D mit einer zentralen Dicke von etwa 2,2 mm und einer Randdicke von etwa 2,8 mm. Silikondichtungen mit 3 mm Lippen wurden für alle Tests verwendet.
In Tabelle V unten haben die folgenden Abkürzungen die folgenden Bedeutungen:
HIRI bedeutet das Bisphenol-A-bis(allylcarbonat)-Monomer, Irg. 184 bedeutet Irgacure 184, HT bedeutet Härte, FL bedeutet Flexibilität, V bedeutet Verschwommenheit, G bedeutet Gelbfärbung, n.b. bedeutet nicht beobachtet, vern. bedeutet vernachlässigbar, W bedeutet wenig, M bedeutet mittel, H bedeutet hoch und TPb bedeutet Thermoplast Blue 684 blauer Farbstoff.
In Tabelle V unten sind zudem alle Monomerkonzentrationen in Gewichtsprozent ausgedrückt. TABELLE V
Daher kann erkannt werden, daß die vorliegende Erfindung nicht nur ein Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Kunststofflinsen bereitstellt, sondern eine Linsen-bildende Zusammensetzung beschrieben wird.
Es wird somit erkannt, daß die beschriebenen Zusammensetzungen und Verfahren einige Vorteile bereitstellen. Zum Beispiel entsprechend gewisser Ausführungsformen sind die Lichtquellen, die zum Aushärten der Linsen-bildenden Zusammensetzung verwendet werden, sicherer, einfacher zu verwenden und verbrauchen weniger Energie als herkömmliche Hochdruckquecksilberbogenlampen. Zudem kann entsprechend gewisser Ausführungsformen eine optische Kunststofflinse in 30 Minuten oder weniger ausgehärtet werden. Weiterhin schließt in gewissen Ausführungsformen die Linsenzusammensetzung Monomere ein, die einen höheren Brechungsindex als herkömmliche Monomermaterialien aufweisen und die Herstellung von dünneren Linsen ermöglichen.
Obwohl in den Zeichnungen nicht speziell veranschaulicht, wird es verstanden, daß eine andere zusätzliche und notwendige Ausrüstung und strukturelle Komponenten bereitgestellt werden, und daß diese und alle der oben beschriebenen Komponenten in einer geeigneten Art und Weise angeordnet und gestützt werden, um ein vollständiges und wirksames System zu bilden.
Es wird zudem verstanden, daß Variationen in der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne von Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen. Natürlich können durch Fachmänner auf diesem Gebiet andere Variationen durchgeführt werden, ohne von der Erfindung, wie sie in den angefügten Ansprüchen festgelegt ist, abzuweichen.

Claims

1. Eine polymerisierbare Zusammensetzung zur Verwendung bei der Herstellung von im wesentlichen klaren Kunststofflinsen zur Verwendung in Brillen, indem die Zusammensetzung ultraviolettem Licht ausgesetzt wird, um die Zusammensetzung in einer Zeitdauer von weniger als einer Stunde auszuhärten, wobei die Zusammensetzung wenigstens ein Bis(allylcarbonat)-funktionelles Monomer umfaßt und Additive, die wenigstens ein Polyethylen-funktionelles Monomer umfassen, welches wenigstens zwei ethylenisch ungesättigte Gruppen, ausgewählt von Acrylyl und Methacrylyl, beinhaltet, und einen Fotoinitiator, wobei das Bis(allylcarbonat)-funktionelle Monomer ein aromathaltiges Bis(allylcarbonat)-funktionelles Monomer oder Diethylenglykolbis- (allylcarbonat) umfaßt.

2. Eine polymerisierbare Zusammensetzung zur Verwendung bei der Herstellung von im wesentlichen klaren Kunststofflinsen zur Verwendung in Brillen, indem die Zusammensetzung ultraviolettem Licht ausgesetzt wird, um die Zusammensetzung in einer Zeitdauer von etwa 30 Minuten oder weniger auszuhärten, wobei die Zusammensetzung wenigstens ein Bis(allylcarbonat)-funktionelles Monomer umfaßt und Additive, die wenigstens ein Polyethylen-funktionelles Monomer umfassen, welches wenigstens zwei ethylenisch ungesättigte Gruppen, ausgewählt von Acrylyl und Methacrylyl, beinhaltet, und einen Fotoinitiator, wobei das Bis(allylcarbonat)-funktionelle Monomer ein aromathaltiges Bis(allylcarbonat)-funktionelles Monomer, oder Diethylenglykolbis(allylcarbonat) umfaßt.

3. Eine, polymerisierbare Zusammensetzung zur Verwendung bei der Herstellung von im wesentlichen klaren Kunststofflinsen zur Verwendung in Brillen, indem die Zusammensetzung ultraviolettem Licht ausgesetzt wird, um die Zusammensetzung in einer Zeitdauer von etwa 15 bis 30 Minuten auszuhärten, wobei die Zusammensetzung wenigstens ein Bis(allylcarbonat)-funktionelles Monomer umfaßt und Additive, die wenigstens ein Polyethylen-funktionelles Monomer umfassen, welches wenigstens zwei ethylenisch ungesättigte Gruppen, ausgewählt von Acrylyl und Methyacrylyl, beinhaltet, und einen Fotoinitiator, wobei das Bis(allylcarbonat)-funktionelle Monomer ein aromathaltiges Bis(allylcarbonat)-funktionelles Monomer, oder Diethylenglykolbis- (allylcarbonat) umfaßt.

4. Eine Zusammensetzung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das aromathaltige Bis(allylcarbonat)-funktionelle Monomer Bisphenol-A-bis(allylcarbonat) umfaßt.

5. Eine Zusammensetzung nach Anspruch 4, wobei das Bisphenol-A-bis(allylcarbonat) 30 Gew.-% oder weniger der Zusammensetzung umfaßt.

6. Eine Zusammensetzung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das aromathaltige Bis(allylcarbonat)-funktionelle Monomer 30 Gew.-% oder weniger der Zusammensetzung umfaßt.

7. Eine Zusammensetzung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Polyethylen-funktionelle Monomer drei ethylenisch ungesättigte Gruppen, ausgewählt von Acrylyl und Methacrylyl, beinhaltet.

8. Eine Zusammensetzung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Polyethylen-funktionelle Monomer 1,6-Hexandioldiacrylat umfaßt.

9. Eine. Zusammensetzung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Polyethylen-funktionelle Monomer Tetraethylenglykoldiacrylat umfaßt.

10. Eine Zusammensetzung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Polyethylen-funktionelle Monomer Tripropylenglykoldiacrylat umfaßt.

11. Eine Zusammensetzung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Polyethylen-funktionelle Monomer Trimethylolpropantriacrylat umfaßt.

12. Eine Zusammensetzung nach einem der vorangehenden Anspruche, wobei die Zusammensetzung ein Agens zur Freigabe aus der Gießform umfaßt.

13. Verwendung einer Zusammensetzung nach einem der vorangehenden Ansprüche, um im wesentlichen klare Kunststofflinsen zur Verwendung in Brillen zu bilden, die im wesentlichen frei von Verzerrungen, Rissen, Mustern und Streifenbildungen sind.

14. Verwendung einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, um eine Linse zur Verwendung in Brillen zu bilden, die eine unbedeutende Gelbfärbung aufweist.

15. Ein Verfahren zur Herstellung einer Linse zur Verwendung in Brillen, wobei das Verfahren den Schritt der Verwendung der Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 umfaßt.

16. Ein Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Zusammensetzung ausgehärtet wird, um eine im wesentlichen klare Linse zur Verwendung in Brillen zu bilden, indem die Zusammensetzung ultraviolettem Licht ausgesetzt wird, während sich die Linse in einer Gießformaushöhlung befindet, die zum Teil durch ein erstes Gießformbauteil und zum Teil durch ein zweites Gießformbauteil gebildet wird.

17. Ein Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Zusammensetzung ausgehärtet wird, um eine im wesentlichen klare Linse zur Verwendung in Brillen zu bilden, indem die Zusammensetzung ultraviolettem Licht ausgesetzt wird, während sich die Linse in einer Gießformaushöhlung befindet, die durch eine Dichtung, ein erstes Gießformbauteil und ein zweites Gießformbauteil gebildet wird.

18. Ein Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Zusammensetzung in weniger als einer Stunde ausgehärtet wird, um eine im wesentlichen klare Linse zur Verwendung in Brillen zu bilden, indem die Zusammensetzung ultraviolettem Licht ausgesetzt wird, wenn sie sich in einer Gießformaushöhlung befindet, die zum Teil durch ein erstes Gießformbauteil gebildet wird, welches eine Nicht-Abdruckoberfläche, die bei einer Temperatur von weniger als etwa 50ºC gehalten wird, aufweist, und zum Teil durch ein zweites Gießformbauteil, welches eine Nicht-Abdruckoberfläche, die bei einer Temperatur von weniger als etwa 50ºC gehalten wird, aufweist.

19. Die Verwendung einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 in einer Vorrichtung zur Herstellung einer Linse zur Verwendung in Brillen, wobei die Vorrichtung erste und zweite Gießformbauteile umfaßt, welche mit Abstand zueinander bewahrt werden, um eine Gießformaushöhlung dazwischen festzulegen, einen Lichterzeuger zur Erzeugung und Lenkung von ultraviolettem Licht durch wenigstens eines der ersten und zweiten Gießformbauteile während der Verwendung, wobei die Vorrichtung angepaßt ist, um die Linsen-bildende Zusammensetzung zur Bildung von einer im wesentlichen klaren Linse zur Verwendung in Brillen in einer Zeitdauer von weniger als einer Stunde auszuhärten.

20. Verwendung nach Anspruch 19, wobei die Vorrichtung angepaßt ist, um die Linsen- bildende Zusammensetzung zur Bildung von einer im wesentlichen klaren Linse für Brillen in einer Zeitdauer von 30 Minuten oder weniger auszuhärten.

21. Verwendung nach Anspruch 19, wobei die Vorrichtung angepaßt ist, um die Linsen- bildende Zusammensetzung zur Bildung von einer im wesentlichen klaren Linse für Brillen in einer Zeitdauer von etwa 15 bis 30 Minuten auszuhärten.

22. Die Verwendung einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 in einem Verfahren zur Herstellung einer Kunststofflinse zur Verwendung in Brillen, wobei das Verfahren die Schritte zum Plazieren der Linsen-bildenden Zusammensetzung in eine Gießformaushöhlung, die wenigstens zum Teil durch ein erstes Gießformbauteil und ein zweites Gießformbauteil gebildet wird, und zum Aushärten der Linsen-bildenden Zusammensetzung umfaßt, um eine im wesentlichen klare Linse zur Verwendung in Brillen zu bilden, dadurch, daß die Zusammensetzung ultraviolettem Licht für eine Zeitdauer von weniger als einer Stunde ausgesetzt wird.

23. Verwendung nach Anspruch 22, wobei die Zusammensetzung besagtem ultraviolettem Licht für eine Dauer von 30 Minuten oder weniger ausgesetzt wird.

24. Verwendung nach Anspruch 22, wobei die Zusammensetzung besagtem ultraviolettem Licht für eine Dauer von etwa 15 bis 30 Minuten ausgesetzt wird.