DE69632249T3 - Herstellung optischer elemente - Google Patents

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein optisches Element und auf ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Elementes. Insbesondere betrifft die Erfindung ein optisches Element, das eine funktionelle Eigenschaft besitzt und auf ein Verfahren, mit dem die funktionelle Eigenschaft in das optische Element eingebaut wird.
  • Die Hersteller wurden mit zahlreichen technischen Abfragen konfrontiert, die durch die chemischen Verbindungen präsentiert wurden, die neuerdings in optische Elemente, beispielsweise in Augenlinsen, eingebaut werden. Zuerst gab es neue Formeln für anorganische Gläser. Diese neuen Glasformeln erforderten die Entwicklung von neuen Verarbeitungsstufen und -bedingungen sowie eine neue Schleifund Poliertechnik. Später verschob sich die Entwicklung der Industrie auf thermostatische Plastikmaterialien, wie beispielsweise Allyldiglycolkarbonat, das unter dem Markennamen CR-39 der PPG Industries, Inc. vertrieben wird. Eine der neuesten Entwicklungen betrifft die Herstellung von Augenlinsen unter Benutzung thermoplastischen Materials, wie beispielsweise Polycarbonaten.
  • Polycarbonat ist ein amorphes thermoplastisches Material, das mechanische Eigenschaften besitzt, die für Augenlinsen wünschenswert sind. Beispielsweise haben Augenlinsen, die aus Polycarbonat hergestellt sind, einen ungewöhnlich hohen Schlagwiderstand und eine Festigkeit, was die Linsen unerwartet schlagfest macht. Auch macht es das relativ geringe spezifische Gewicht von Polycarbonat möglich, das Gewicht der Polycarbonatlinsen im Vergleich mit Glaslinsen oder CR-39-Linsen zu senken. Polycarbonat ist außerdem sehr transparent und hat einen erwünscht hohen Brechungsindex für die Anwendung bei Augenlinsen. Außerdem machen die guten thermischen Eigenschaften von geschmolzenem Polycarbonat das Material geeignet zur Bearbeitung durch herkömmliche Techniken, beispielsweise durch Spritzguss.
  • Trotz der Vorteile des Materials ist die Verwendung von Polycarbonaten bei der Herstellung von Augenlinsen nicht ohne Probleme. Beispielsweise macht die Härte des Materials die Entwicklung verschiedener Schleifund Poliertechniken notwendig, die sich von den Techniken zur Bearbeitung von Glas und CR-39-Linsen unterscheiden. Es verbleiben weitere Forderungen, die bisher nicht befriedigend erfüllt werden können. Diese Forderungen beziehen sich auf den Einbau funktioneller Eigenschaften in Linsen aus Polycarbonat. Funktionelle Eigenschaften umfassen Merkmale, wie Filterung, kosmetische und dauerhafte Merkmale, die in eine optische Linse eingebaut werden können, um Linsencharakteristiken zu erzeugen oder zu modifizieren, außer der optischen Leistung oder Vergrößerungscharakteristik. Einige Beispiele funktioneller Eigenschaften umfassen die Lichtpolarisation, den Photochromismus, die Farbtönung, die Farbe, das Dekor, die Indizien, die Härte und den Abriebwiderstand.
  • Es gibt zahlreiche Beispiele von Nachteilen, die sich bei Augenlinsen aus Polycarbonat erwiesen haben und weitere Nachteile bei Techniken zur Herstellung von Augenlinsen aus Polycarbonat. Beispielsweise gibt es gegenwärtig kein Verfahren zur Erzeugung polarisierter Polycarbonatlinsen, das in der Lage ist, optische Vorschriften zu erfüllen, d. h. es war bisher nicht möglich, polarisierte Polycarbonatlinsen herzustellen, die eine unterschiedliche Brennweite besitzen. Außerdem gibt es gegenwärtig kein Verfahren zur schnellen und wirksamen Herstellung hochqualitativer, photochromer Polycarbonatlinsen. Weiter ist kein Verfahren verfügbar, um wirksam funktionelle Eigenschaften in optische Linsen einzubauen, die aus den neuen Materialien hergestellt sind oder aus Materialien, die bisher für Zwecke der Augenlinsenherstellung nicht Anwendung gefunden haben.
  • Es sind zahlreiche Verfahren bekannt, um polarisierende Eigenschaften in Linsen einzubauen, die aus einem anderen Material als thermoplastischem Material bestehen. Beispielsweise beschreibt die US-A-3,051,054 ein Verfahren zur Schaffung einer Glaslinse mit einem Film aus lichtpolarisierendem Material. Auch die US-A-4,495,015 beschreibt ein Verfahren zum Laminieren eines in Wärme aushärtenden thermoplastischen Wafers zu einer Augenglaslinse.
  • Verschiedene Patente beschreiben Verfahren zum Einbau eines polarisierenden Films oder Wafers in eine Linse, die aus thermofixiertem Material gegossen ist. Beispielsweise beschreibt die US-A-3,786,119 eine laminierte Platte aus polarisierendem Plastikmaterial, das in einem Polarisierungsschirm verformt ist. Der Polarisierungsschirm wird in eine Form eingelegt, die mit einem polymerisierbaren oder polykondensierbaren flüssigen Kunstharz gefüllt ist. Die US-A-3,846,013 beschreibt ein Lichtpolarisationselement, das dadurch geformt ist, dass lichtpolarisierendes Material zwischen dünne Schichten optisch qualitativer transparenter Polymermaterialien eingefügt wird. Das lichtpolarisierende Element wird in eine Form eingefügt und ein polymerisierbares Monomer ist in die Form auf beiden Seiten des lichtpolarisierenden Elementes eingesetzt. Außerdem beschreibt die US-A-3,940,304 ein geformtes lichtpolarisierendes synthetisches Plastikglied, das zwischen Schichten eines optisch qualitativ hochwertigen synthetischen Monomermaterials in einer Form angeordnet wird. Ein monomeres Material wird innerhalb der Form angebracht und polymerisiert, um eine synthetische plastische Lichtpolarisationslinsen-Verbundstruktur zu schaffen. Die US-A-4,873,029 beschreibt einen Plastikwafer, der polarisierende Merkmale enthalten kann. Der Plastikwafer wird in eine Form zwischen flüssiges Monomergießmaterial eingefügt. Die Form wird dann einer Ofenhärtung unterworfen, um das flüssige Monomer zu polymerisieren. Außerdem beschreibt die US-A-5,286,419 einen geformten Polarisationsfilm, der in einem vorgelierten Kunstharz eingebettet ist. Das Kunstharz wird gehärtet, um eine lichtpolarisierende Linse zu schaffen.
  • Trotz der Verfügbarkeit dieser Verfahren zum Einbau eines polarisierenden Films oder Wafers in eine Linse, die aus thermoplastischem Material gegossen ist, verbleibt die Notwendigkeit nach einer verbesserten Polarisierungslinse. Beispielsweise bleibt das Abblättern von gegossenen Polarisierungslinsen ein beträchtliches Problem. Auch sind gegossene Linsen relativ schwer und liefern keine ausreichenden Schlag- und Sprungfestigkeiten. Schließlich arbeiten die Hersteller weiter daran, die Schwierigkeiten bei der Herstellung polarisierender gegossener Linsen mit optimalem Brechungsindex auszuräumen.
  • Ein weiteres Dokument, die US-A-5,051,309 betrifft eine Polarisationsplatte, die durch Laminierung von Polycarbonatfilm auf beiden Seiten einer dünnen Polarisationsschicht hergestellt wird. Die dünne Polarisationsschicht setzt sich aus einem Polymerfilm und einem dichroitischen Farbstoff zusammen, der auf dem Polymerfilm orientiert ist. Gemäß diesem Patent wird es möglich, die Polarisationsplatte für Schutzbrillen und Sonnenbrillen zu benutzen. Die Polarisationsplatte der US-A-5,051,309 wäre jedoch nicht geeignet zur Benutzung als optische Linse, die augenspezifische Vorschriften erfüllt. Beispielsweise besitzt der Polycarbonatfilm in der Polarisationsplatte dieses Patentes keine Materialintegrität, die für ein erfolgreiches Schleifen und Polieren von optischen Elementen aus Polycarbonat notwendig ist, um die Vorschriften zu erfüllen. Polycarbonate, die geschliffen und poliert sind, benötigen optische Elemente mit einer genügenden Materialintegrität, um Hitze und Druck widerstehen zu können, die während des Schleifens und Polieren auftreten. Das Fehlen der Materialintegrität des Polycarbonatfilms, der gemäß US-A-5,051,309 benutzt wird, beeinträchtigt die kosmetischen Eigenschaften und auch die Schlagfestigkeit und andere Vorschriften für optische Elemente, die durch Schleifen und Polieren des Polycarbonatfilms hergestellt sind.
  • Wie erwähnt, betrifft eine andere Herausforderung den Einbau von photochromen Eigenschaften in Polycarbonatlinsen. Beispielsweise haben gegenwärtige Polycarbonatlinsen, die photochromes Material enthalten, schlechte und sogar unannehmbare photochrome Eigenschaften und schlechte kosmetische Qualitäten. Tatsächlich gibt es gegenwärtig kein Verfahren zur Herstellung hochqualitativer photochromer Polycarbonatlinsen.
  • Zwei gegenwärtig benutzte Verfahren zum Einbau organischer photochromer Farben in thermoplastische Materialien, beispielsweise Polycarbonate, benutzen entweder den Einschluss von organischen photochromen Farbstoffen durch das thermoplastische Material oder das Aufnehmen von photochromen Farbstoffen in einer Oberfläche des thermoplastischen Materials. Bestehende Techniken, beispielsweise Spritzguss, zum Einbau organischer photochromer Farben in den thermoplastischen Materialien, beispielsweise Polycarbonat, führen nicht zu befriedigenden Ergebnissen. Es wird angenommen, dass die unbefriedigenden Ergebnisse aus verschiedenen Gründen auftreten, einschließlich aus Gründen der relativ hohen Temperaturen, die für einen zufriedenstellenden Spritzguss erforderlich sind und einschließlich der relativ hohen Glasübergangstemperatur zahlreicher Thermoplaste, beispielsweise von Polycarbonat.
  • Beispielsweise werden Naphthopyran, Spironaphthopyran und Spiro-oxazin, die mit Thermoplasten zusammengeschmolzen sind, im typischen Fall auseinanderbrechen, wenn sie relativ hohen Temperaturen während des Spritzgussverfahrens ausgesetzt werden. Dies hat sich insbesondere dann als zutreffend erwiesen, wenn das thermoplastische Material ein Polycarbonat-Kunststoff ist. Als weiteres Beispiel besitzt Polycarbonat eine steife Molekularstruktur, was zu einer relativ hohen Glasübergangstemperatur von Polycarbonat führt. Selbst beim Fehlen eines Zusammenbruchs des photochromen Verbunds ist zu erwarten, dass wegen der steifen Molekularstruktur von Polycarbonat eine volle Aktivierung der photochromen Farbe nicht erwartet werden kann, da die photochrome Farbe in die geometrische Transformation des Polycarbonats eingebaut werden muss, um aktiviert zu werden.
  • Die Erfinder vorliegender Anmeldung haben ein Experiment durchgeführt, um diesen photochromen Verbundzusammenbruch und das Phänomen der Aktivierungsverhinderung zu überprüfen. Das Experiment umfasste ein Zusammenschmelzen von Mischungen gleicher Konzentrationen von organischen photochromen Farbstoffen in Polycarbonat-Kunststoff und in Cellulose-acetatbutyrat-Kunststoff. Dann wurde ein Blatt aus Polycarbonat/photochromen Farbmischungen und ein Blatt aus Cellulose-acetatbutyrat/photochromen Farbmischungen gegossen. Es wurde beobachtet, dass die photochrome Aktivität des photochromen Farbstoffs im Polycarbonat etwa halb so groß war wie die photochrome Aktivität des photochromen Farbstoffs im Cellulose-acetatbutyrat, und zwar unter den gleichen Bedingungen einer Ultraviolettbelichtung.
  • Das Tränken von photochromen Farbstoffen in den Oberflächen des thermoplastischen Materials, beispielsweise des Polycarbonats, führte ebenfalls zu unbefriedigenden Ergebnissen, und es wurde wiederum angenommen, dass dies wenigstens teilweise eine Folge der relativ hohen Glasübergangstemperatur zahlreicher Thermoplastikmaterialien, beispielsweise von Polycarbonat, ist. Beispielsweise hat Polycarbonat eine steife Molekularstruktur, die sich durch die relativ hohe Glasübergangstemperatur von Polycarbonat ergibt. Schlechte photochrome Farbaufnahmeergebnisse, die mit Polycarbonat erreicht wurden, werden, so glaubt man, auf die steife Molekularstruktur von Polycarbonat zurückgeführt. Im Einzelnen wird angenommen, dass die steife Molekularstruktur im Wesentlichen verhindert, dass die photochromen Farbstoffe in das Polycarbonat eindringen.
  • Eine Modifikation der Oberflächenstruktur des Polycarbonats durch Behandlung mit einem Lösungsmittel soll das Eindringen der photochromen Verbindungen in das Polycarbonat verbessern. Insbesondere beschreibt die US-A-5,268,231 , dass Cyclohexanon eines von mehreren wirksamen Lösungsmitteln ist, die die Polycarbonatoberflächenstruktur so modifizieren, dass die photochromen Verbindungen aufgenommen werden. Die Erfinder vorliegender Anmeldung haben jedoch Experimente nach den in der US-A-5,268,231 beschriebenen Verfahren durchgeführt und festgestellt, dass dieses Verfahren die Oberfläche des Polycarbonats zu einer rauen orangenhautförmigen Textur verwandelt, die für Augenlinsen unannehmbar ist. Beispielsweise erzeugt die raue Textur des behandelten Polycarbonats unregelmäßige und unvorhersehbare optische Effekte in dem behandelten Polycarbonat.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Elementes, das einen thermoplastischen, optisch wirksamen Abschnitt umfasst. Dieses Verfahren ist in Anspruch 1 definiert und umfasst die Laminierung einer ersten thermoplastischen Schicht auf einer Seite eines funktionellen Films, die Beschichtung einer zweiten thermoplastischen Schicht auf einer zweiten Seite des funktionellen Films und eine Fixierung entweder der ersten thermoplastischen Schicht oder der zweiten thermoplastischen Schicht auf dem Brechkraftabschnitt, wobei die andere der ersten oder zweiten thermoplastischen Schicht nach der Atmosphäre hin hoffen ist. Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem ein Laminat für ein optisches Element, ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Elementes, ein Verfahren zur Formung eines optischen Elementes, ein Verfahren zur Herstellung einer Linse mit mehrfacher Brennweite, ein Verfahren zum Einbau einer gewünschten Eigenschaft in ein optisches Element und ein Verfahren zur Kombination eines Brechkraftabschnitts eines optischen Elementes mit einem funktionellen Abschnitt des optischen Elementes.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen optischen Elementes;
  • 2 ist eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen optischen Elementes;
  • 3 ist eine schematische Ansicht des funktionellen Abschnitts der vorliegenden Erfindung;
  • 4 ist eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels des optischen Elementes gemäß der Erfindung;
  • 5 ist eine schematische Ansicht einer Spritzgussmaschine mit einer Form zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
  • 6 ist eine schematische Ansicht einer Spritzgussmaschine mit einer Form zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei die Form geschlossen ist, um einen Formhohlraum zu bilden.
  • EINZELBESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Ein erfindungsgemäß ausgebildeter Gegenstand ist in 1 mit dem Bezugszeichen 8 bezeichnet. Der Gegenstand 8 ist eine optischen Linse 10, die einen Teil 12 mit Brechkraft und einen funktionellen Teil 14 aufweist. Der funktionelle Teil 14 und der Teil 12 mit Brechkraft sind aneinandergeheftet. Der funktionelle Teil 14 und der Teil 12 mit Brechkraft sind miteinander verschmolzen.
  • Wie am besten aus 3 ersichtlich, kann der funktionelle Teil 14 ein funktionelles Glied 20, beispielsweise einen funktionellen Film 21, der an einer ersten Schicht 22 befestigt ist, und eine zweite Schicht 24, so dass der funktionelle Teil 20 zwischen der ersten Schicht 22 und der zweiten Schicht 24 eingebettet wird, aufweisen.
  • Obgleich in 3 nicht dargestellt, ist es für den Fachmann klar, dass der funktionelle Teil 20 auf verschiedene Weise hergestellt sein kann, beispielsweise als Verbundkörper oder als mehrlagiger Körper, und zwar zusätzlich zu dem funktionellen Film 21. Als weiteres Beispiel könnte der Funktionskörper 20 ein Mehrfunktionsfilm (nicht dargestellt) sein, der unter Benutzung herkömmlicher Techniken hergestellt wurde.
  • Ein Funktionskörper kann in den Funktionskörper 20, beispielsweise als funktioneller Film 21, eingebaut werden. Der Funktionskörper 14 kann in einer Form, beispielsweise einer Spritzgussform, so eingelegt werden, dass der Film 21 mit dem polarisierenden Element integral als Teil der Linse 10 vergossen wird. Stattdessen kann ein anderes funktionelles Element, beispielsweise ein photochromes, ein abriebfestes oder ein gefärbtes Element, in den Funktionskörper 20, beispielsweise den Film 21, eingebaut sein, und dieser kann integral als Teil der Linse 10 vergossen werden.
  • Der Funktionskörper 14 kann eine oder mehrere funktionelle Eigenschaften aufweisen. Im wesentlichen bewirkt der Funktionskörper 14 den Einbau funktioneller Eigenschaften in Verbindung mit dem Brechglied 12. Beispiele einiger funktioneller Eigenschaften, die hierbei interessieren, umfassen Filtermerkmale, beispielsweise eine Lichtpolarisation und Photochromismus. Andere Beispiele funktioneller Eigenschaften, die hierbei interessieren, umfassen kosmetische Eigenschaften, beispielsweise ein Linsendekor, Indizien, ein Abtönen oder eine Farbe. Weitere Beispiele funktioneller Eigenschaften umfassen dauerhafte Merkmale wie Härte, Abriebwiderstand und chemischen Widerstand. Der Funktionskörper 14 umfasst eine photochrome Komponente, die als Filter der Linse 10 wirkt. Zusätzlich können Teile des Funktionskörpers 14 getönt werden, um den kosmetischen Anblick der Linse 10 zu verbessern.
  • Das Brechglied 12 der Linse 10 ist während der ursprünglichen Formgebung so konturiert, dass es eine optische Vergrößerungscharakteristik besitzt, um die Brechkraft der Linse 10 zu modifizieren. Stattdessen kann das Brechglied 12 nach der ursprünglichen Formgebung spanabhebend bearbeitet werden, um die Brechkraft der Linse 10 zu modifizieren. Das Brechglied 12 liefert einen beträchtlichen Anteil der optischen Brechkraft und Vergrößerungscharakteristik der Linse 10. Der Funktionskörper 14 beeinflusst die optische Brechkraft und Vergrößerungscharakteristik der Linse 10, da der Funktionskörper 14 zur Gesamtdicke der Linse 10 beiträgt. Vorzugsweise liefert jedoch das Brechglied 12 den Hauptteil der optischen Brechkraft und Vergrößerungscharakteristik der Linse 10. Dadurch, dass der Hauptteil der optischen Brechkraft und Vergrößerungscharakteristik auf das Brechglied 12 verlegt ist, können für das Material des Brechgliedes 12 und die Erzeugungstechnik des Brechgliedes Maßnahmen getroffen werden, die optimal für optische Linsen 10 bezüglich optischer Brechkraft und Vergrößerungscharakteristik sind, ohne dass in ungünstiger Weise die Wahl des Materials des Funktionskörpers 14 und die Formgebungstechniken beeinträchtigt würden.
  • Das Brechglied 12 der Linse 10 besitzt sowohl eine Rückseite 16 als auch eine Vorderseite 18. Der Funktionskörper 14 der Linse 10 kann die gleiche Erstreckung haben wie die Vorderseite 18 des Brechgliedes 12, wie dies in 1 dargestellt ist. Stattdessen kann der Funktionskörper 14 nur einen Teil der Vorderseite 18 des Brechgliedes 12 überlappen, wie dies in 2 dargestellt ist. Obgleich die 1, 2 und 4 definierte Linien zwischen dem Brechglied 12 und dem Funktionskörper 14 zeigen, so bestehen derartige definierte Linien jedoch nicht notwendigerweise, wenn Brechglied 12 und Funktionskörper 14 integral miteinander verbunden sind. Wegen der intermolekularen Bindung kann die Abgrenzungslinie zwischen dem Brechglied 12 und dem Funktionskörper 14 etwas verwischt sein, wenn das Brechglied 12 und der Funktionskörper 14 integral verbunden sind.
  • Der Funktionskörper 14 kann als Platte 17 ausgebildet sein, wie dies in 3 dargestellt ist, d. h. er kann getrennt vom funktionellen Laminat 19 sein. Das funktionelle Laminat 19 weist den Funktionskörper 20 auf, der beispielsweise als Funktionsfilm 21 ausgebildet sein kann. Der Funktionsfilm 21 kann einen nicht dargestellten Basisfilm aufweisen und ein Funktionsmedium (nicht dargestellt), das in dem Basisfilm oder auf diesem angebracht ist. Wenn der Funktionskörper 20 nicht als Funktionsfilm 21 ausgebildet ist, dann kann der Funktionskörper 20 mehr als einen Basisfilm (nicht dargestellt) aufweisen. Stattdessen kann der Funktionsfilm 21 das nicht dargestellte Funktionsmedium und einen nicht dargestellten Basiskunststoff aufweisen, wobei das Funktionsmedium und der Basiskunststoff homogen miteinander vermischt werden, bevor der Funktionsfilm 21 aus der Mischung aus Medium und Kunststoff geformt wird. Neben dem Funktionskörper 20 umfasst das funktionelle Laminat 19 die erste Schicht 22 und die zweite Schicht 24. Erste Schicht 22 und zweite Schicht 24 sind auf gegenüberliegenden Seiten des Funktionskörpers 20 angebracht.
  • Die erste Schicht 22 kann an dem Funktionskörper 20, beispielsweise dem Funktionsfilm 21, durch einen ersten Kleber 26 festgelegt werden, und die zweite Schicht 24 kann, wenn sie vorhanden ist, am Funktionskörper 20 durch einen zweiten Kleber 28 festgelegt werden. Der erste Kleber ist im typischen Fall nicht vorhanden, wenn der Funktionskörper 20 der nicht dargestellte Funktionsüberzug ist. Ein erster Überzug 30 kann wahlweise auf der ersten Schicht 22 aufgebracht werden, und ein zweiter Überzug 32 kann fakultativ auf der zweiten Schicht 24 aufgebracht werden, wenn die zweite Schicht 24 vorhanden ist. Die zweite Schicht 24 und der erste und zweite Überzug 30 und 32 sind mit strichlierten Linien angegeben, um die fakultative Natur der zweiten Schicht 24 und der Überzüge 30, 32 anzugeben.
  • Stattdessen kann der Funktionskörper 14 ein Funktionswafer (nicht dargestellt) sein, der die erste Schicht 22 enthält. In dem Funktionswafer kann der Funktionskörper 20 und demgemäss der Funktionsfilm 21 entweder aus der zweiten Schicht 24 und dem zweiten Überzug 32 bestehen oder aus der zweiten Schicht 24, die mit dem zweiten Überzug 32 versehen ist. Wenn der Funktionswafer die zweite Schicht 24 umfasst, dann kann der Funktionswafer fakultativ entweder den ersten Kleber 26 oder den zweiten Kleber 28 umfassen, um die zweite Schicht 24 auf der ersten Schicht 22 festzulegen. Auch kann die erste Schicht 22 fakultativ den ersten Überzug 30 aufweisen.
  • Der Funktionskörper 14 kann am Brechglied 12 festgelegt sein, wobei entweder die erste Schicht 22 oder die zweite Schicht 24 in Verbindung stehen.
  • Wenn die erste Schicht 22 in Berührung mit dem Brechglied 12 steht, bildet die zweite Schicht 24 eine äußere Oberfläche 34 der Linse 10, die nach der Atmosphäre hin offen ist und die den Funktionskörper 20 gegen Beschädigung und Abrieb schützt. Wenn die zweite Schicht 24 in Berührung mit dem Brechglied 12 stehen, dann bildet die erste Schicht 22 die äußere Oberfläche 34 der Linse 10, die nach der Atmosphäre hin offen ist und die den Funktionskörper 20 gegen Beschädigung und Abrieb schützt. Wenn außerdem der Funktionskörper 14 als Funktionswafer (nicht dargestellt) ausgebildet ist, dann kann die zweite Schicht 24 die äußere Schutzoberfläche 34 bilden.
  • Die Linse 10 kann alternativ dadurch gekennzeichnet sein, dass sie einen Vorderabschnitt (nicht dargestellt), einen Funktionsabschnitt (nicht dargestellt) und einen rückwärtigen Abschnitt besitzt, der ebenfalls nicht dargestellt ist. Bei dieser Charakterisierung liegen Vorderabschnitt und Hinterabschnitt auf gegenüberliegenden Seiten des Funktionsabschnittes. Zusätzlich kann der Funktionskörper 20 als Funktionsabschnitt wirken und das Brechglied 12 kann als rückwärtiger Abschnitt wirken. Außerdem kann entweder die erste Schicht 22 oder die zweite Schicht 24, falls vorhanden, als Vorderabschnitt dienen.
  • Der Funktionskörper 20 umfasst, wie angedeutet, die photochrome Eigenschaft.
  • Der Basisfilm oder der Basiskunststoff kann Homopolymerisate oder Mischpolymerisate verschiedener Materialien umfassen, beispielsweise Cellulose-acetatbutyrat, Poly(n-butylmethacrylat), Poly(isobutylmethacrylat), Poly(methylmethacrylat), Poly(ethylmethacrylat), Polyethylen, Polypropylen, Poly(acrylonitril), Poly(vinylacetat), Poly(vinylchlorid), Poly(butadien) und Polyamid, die aus geeigneten Monomeren und Vor-Polymeren unter Benutzung einer herkömmlichen Polymerisationstechnologie geschaffen wurden. Cellulose-acetatbutyrat ist das bevorzugte Material für den Basisfilm oder den Basiskunststoff, weil Cellulose-acetatbutyrat auf einfache Weise photochrome Farben einschließt und weil photochrome Farbstoffe aktiviert werden und günstig in Cellulose-acetatbutyrat aufgenommen werden.
  • Der Funktionskörper 20 weist organische photochrome Substanzen oder Verbindungen, beispielsweise photochrome Substanzen oder Verbindungen auf, die kompatibel mit dem Basisfilm oder dem Kunststoff sind, und die in der Lage sind, photochrome Eigenschaft auf den Basisfilm oder dem Kunststoff aufzuprägen. Auch können die photochromen Substanzen oder Verbindungen, die in dem Funktionskörper 20 enthalten sind, eine Mischung, sein, die zwei oder mehrere unterschiedliche dichroitische Substanzen oder Verbindungen enthält. Beispiele organischer photochromer Verbindungen, die geeignet sind, um dem Funktionskörper 20, das heißt dem Basisfilm oder dem Kunststoff, photochrome Eigenschaften aufzuprägen, umfassen Naphthopyrane, Spironaphthopyrane, Fulgide, Fulgimide, Salicylate, Triazole, Oxazole und Azobenzene.
  • Der Funktionskörper 14 verhindert im wesentlichen eine Veränderung der Struktur der photochromen Verbindung(en), infolge der Platzierung der photochromen Verbindung(en) in Arbeitsbeziehung mit dem Brechglied 12. Vorzugsweise verhindert der Funktionskörper 14 eine Veränderung der Struktur der photochromen Verbindung(en), weil die photochromen Verbindung(en) in Wirkverbindung mit dem Brechglied 12 stehen. Vorzugsweise verhindert der Funktionskörper 14 eine Veränderung der Struktur der photochromen Verbindung(en) aufgrund der Platzierung der photochromen Verbindung(en) in Wirkverbindung mit dem Brechkörper 12. Außerdem verhindert der Funktionskörper 14 eine Veränderung der photochromen Aktivität der photochromen Verbindung(en), weil die photochromen Verbindung(en) in Arbeitsbeziehung mit dem Brechglied 12 stehen. Vorzugsweise verhindert der Funktionskörper 14 jede wesentliche Veränderung der photochromen Aktivität der photochromen Verbindung(en), weil die photochromen Verbindung(en) in Arbeitsbeziehung mit dem Brechglied 12 stehen.
  • Beispiele von Naphthopyran-Verbindungen, die geeignet sind, um dem Funktionskörper 20, beispielsweise dem Basisfilm oder dem Kunststoff, photochrome Eigenschaften aufzuprägen, umfassen neue Naphthopyran-Verbindungen, die durch die folgende Strukturformel I repräsentiert werden:
    Figure 00080001
  • Für Zwecke der vorliegenden Anmeldung, einschließlich Beschreibung und Ansprüchen, ist festzustellen, dass die Strukturformel I alle strukturellen Isomere der Verbindungen umfasst, die durch die Strukturformel I repräsentiert werden.
  • Es kann eine Vielzahl von Substituenten auf dem Pyran-Abschnitt und dem Naphtho-Abschnitt der Naphthopyranringe plaziert werden. Beispielsweise können die Positionen, die in der Strukturformel I durch R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10 bzw. R11 repräsentiert sind, mit Wasserstoff; mit einem stabilen organischen Radikal, beispielsweise Alkyl, Alkoxy, unsubstituierten oder substituierten Phenyl, Naphthyl, Cycloalkyl, Furyl, Alkoyl Alkoyloxy, Aroyl, Aroyloxy; einer heterocyclischen Gruppe; Halogen; einer Nitrogen-substituierten Gruppe wie Amino oder Nitro; oder einer Nitrogen-substituierten Ring-Verbindung, wie Morpholin, Piperidin oder Piperazin gefüllt werden.
  • In der Strukturformel I ist A Wasserstoff, eine substituierte Phenylgruppe oder eine substituierte Naphthylgruppe und B ist Wasserstoff, eine substituierte Phenylgruppe oder eine substituierte Naphthylgruppe, vorausgesetzt, dass wenigstens A oder B ein substituiertes Phenyl oder substituiertes Naphthyl ist. Die Substituenten jeder Phenylgruppe oder Naphthylgruppe oder -gruppen bei A oder B werden aus den folgenden Bestandteilen ausgewählt: ein stabiles organisches Radikal, beispielsweise Alkyl, Alkoxy, unsubstituiertes oder substituiertes Phenyl, Naphthyl, Cycloalkyl, Furyl, Alkoyl, Alkoyloxy, Aroyl, Aroyloxy; einer heterocyclischen Gruppe; Halogen; einer Nitrogen-substituierten Gruppe wie Amino oder Nitro; oder einer Nitrogen-substituierten Ring-Verbindung wie Morpholin, Piperidin oder Piperazin; vorausgesetzt, dass zumindest ein Substituent von wenigstens einem substituierten Phenyl oder substituierten Naphthyl bei entweder A oder B Phenyl, Naphthyl oder Furyl ist.
  • Bevorzugte Naphthopyran-Verbindungen zum Aufprägen photochromer Eigenschaften auf den Funktionskörper 20, beispielsweise den Basisfilm oder Kunststoff, umfassen 3-(4-Biphenylyl)-3-phenyl-8-methoxy-3H-naphtho[2,1b]pyran, 3-(4-Biphenylyl)-3-phenyl-3H-naphtho[2,1b]pyran, und 3,3-di(4-Biphenylyl)-8-methoxy-3H-naphtho-[2,1b]pyran.
  • Zusätzliche Details über Zubereitung und Benutzung neuartiger Naphthopyran-Verbindungen, wie sie durch die Strukturformel I repräsentiert werden, umfassen die bevorzugten Naphthopyran-Verbindungen, wie sie beispielsweise in der US-Patentanmeldung Serial-Nr. 08/282,278 unter der Bezeichnung ”Photochromic Naphthopyran Compounds” vom 28. Juli 1994 auf den Namen Frank J. Hughes et al angemeldet wurde. Diese Anmeldung wird als Referenz eingeführt.
  • Beispiele von Spironaphthopyran-Verbindungen, die geeignet sind, um photochrome Eigenschaften dem Funktionskörper 20, beispielsweise dem Basisfilm oder dem Kunststoff, aufzuprägen, umfassen neuartige Spironaphthopyran-Verbindungen, die durch die folgende Strukturformel II repräsentiert werden:
    Figure 00090001
  • Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung, einschließlich Beschreibung und der Ansprüche, soll die Strukturformel II sämtliche strukturellen Isomere der Verbindungen umfassen, die durch die Strukturformel II repräsentiert werden.
  • Eine Vielzahl von Substituenten kann auf dem Pyran- und dem Naphtho-Abschnitt des Spironaphthopyrans der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. Beispielsweise können die Positionen, die in der Strukturformel II durch R1, R2, R5, R6, R7, R8, R9 bzw. R10 repräsentiert werden, mit Wasserstoff; einem stabilen organischen Radikal, wie Alkyl, Alkoxy, Phenyl, Naphthyl, Cycloalkyl, Furyl, Alkoyl, Alkoyloxy, Aroyl, Aroyloxy; einer heterocyclischen Gruppe; einem Halogen; einer Nitrogen-substituierten Gruppe wie Amino oder Nitro; oder einer Nitrogen-substituierten Ring-Verbindung wie Morpholin, Piperidin oder Piperazin ausgefüllt werden.
  • Außerdem wird in der Strukturformel II die mit A repräsentierte Position ausgefüllt durch ein substituiertes divalentes aromatisches Radikal. Die Substituenten des divalenten aromatischen Radikals können Wasserstoff oder ein stabiles organisches Radikal, wie Alkyl, Alkoxy, Phenyl-Naphthyl, Cycloalkyl, Furyl, Alkoyl, Alkoyloxy, Aroyl, Aroyloxy sein. Außerdem können die Substituenten des substituierten Divalents mit Alkyl, Alkoxy, Phenyl-Naphthyl, Cycloalkyl, Furyl, Alkoyl, Alkoyloxy, Aroyl oder Aroyloxy substituiert werden.
  • Bevorzugte Spironaphthopyran-Verbindungen, die photochrome Eigenschaften auf den Funktionskörper 20, beispielsweise dem Basisfilm oder dem Kunststoff aufprägen, können die folgenden sein: 8-Methoxyspiro(3H-naphtho[2,1-b]pyran-3,9'-fluoren), Spiro(3H-naphtho[2,1-b]pyran-3,9'-fluoren), 8-Methoxyspiro(3H-naphtho[2,1-b]pyran-3,1'-tetralon), 6',7'-Dimethoxy-8-methoxyspiro(3H-naphtho[2,1-b]pyran-3,1'-tetralon), T-Methoxy-8-methoxyspiro(3H-naphtho[2,1-b]pyran-3,1'-tetralon), 2',3'-Diphenyl-8-methoxyspiro(3H-naphtho[2,1-b]pyran-3,1'-tetralon), 2'-Methyl-8-methoxyspiro(3H-naphtho[2,1-b]pyran-3,1'-tetralon), 2'-Methyl-8-methoxyspiro(3H-naphtho[2,1-b]pyran-3,1'-indan), 2'3'-Diphenyl-8-methoxyspiro(3H-naphtho[2,1-b]pyran-3,1'-inden), 2',3'-Diphenyl-8-methoxyspiro(3H-naphtho[2,1-b]pyran-3,1'-tetralon), 2'-Methyl-8-methoxyspiro(3H-naphtho[2,1-b]pyran-3,1'-tetralon), 2'-Methyl-8-methoxyspiro(3H-naphtho[2,1-b]pyran-3,1'-indan), und 2'-3'-Diphenyl-8-methoxyspiro(3H-naphtho[2,1-b]pyran-3,1'-inden).
  • Weitere Einzelheiten über die Bereitung und Benutzung der neuartigen Naphthopyran-Verbindungen, die durch die Strukturformel II repräsentiert werden, einschließlich der bevorzugten Naphthopyran-Verbindungen, können aus der US-Patentanmeldung Serial Nr. 08/331,281 entnommen werden, die am 28. Oktober 1994 auf den Namen Frank J. Hughes angemeldet wurde und die als Referenz eingeführt wird.
  • Die erste Schicht 22 und die zweite Schicht 24 sollten mit dem Brechglied 12, dem Funktionskörper 20, dem ersten und zweiten Kleber 26, 28, einschließlich dem ersten und zweiten Überzug 30, 32 kompatibel sein. In diesem Sinn bedeutet Kompatibilität, dass die erste Schicht 22 oder die zweite Schicht 24, je nachdem, in der Lage ist, entweder fest anhaftet oder fest mit dem Material des Brechglieds 12 verschweißt ist. Außerdem bedeutet Kompatibilität, dass das Material der ersten Schicht 22 und der zweiten Schicht 24 keine unerwünschten Reaktionen mit anderen Komponenten der Linse 10 eingeht, wodurch das Brechglied 12, oder der Funktionskörper 20, oder der erste Kleber 22, oder der zweite Kleber 24, oder der erste Überzug 30 (wenn vorhanden), oder der zweite Überzug 32 (wenn vorhanden), oder funktionelle Medien, wie photochrome Verbindungen im Funktionskörper 20 verschlechtert werden.
  • Außerdem können das Brechglied 12 und die erste Schicht 22 oder die zweite Schicht 24, die am Brechglied 12 angeheftet ist, allgemein aus irgendeinem Kunststoffmaterial bestehen. Demgemäss kann die erste Schicht 22 und die zweite Schicht 24 aus verschiedenen Materialien bestehen, beispielsweise unterschiedlichen thermoplastischen Kunststoffen. Außerdem kann eine der Schichten 22, 24 aus einem anderen Material bestehen als das Brechglied 12. Vorzugsweise sind Brechglied 12 und die erste Schicht 22 oder die zweite Schicht 24, die an dem Brechglied 12 angeheftet sind, aus irgendeinem thermoplastischen Kunststoff hergestellt, einschließlich Homopolymeren und Copolymeren von Polycarbonat, amorphem Polyolefin, Polystryrol und Acrylverbindungen, solange die erwähnte Materialkompatibilität gegeben ist, um eine Fusion des Brechglieds 12 mit der ersten Schicht 22 oder der zweiten Schicht 24 zu gewährleisten. Zweckmäßigerweise bestehen Brechglied 12 und erste Schicht 22 oder zweite Schicht 24, die am Brechglied 12 festgelegt sind, jeweils aus dem gleichen thermoplastischen Kunststoff, um weiter die Fusion zwischen Brechglied 12 und erster Schicht 22 oder zweiter Schicht 24 zu verbessern.
  • Materialien, die zur Benutzung als erster Kleber 26 oder zweiter Kleber 28 geeignet sind, müssen gute optische Eigenschaften, einschließlich einer hohen optischen Durchlässigkeit, besitzen, und sie dürfen nicht vergilben, wenn sie dem Sonnenlicht ausgesetzt werden; sie müssen beim Spritzguß die Fähigkeit haben sich auszulenken, ohne Risse zu bekommen, und während der Aushärtung dürfen sie nur minimal schrumpfen, und sie müssen die vorerwähnten Materialkompatibilitäten aufweisen. Einige Beispiele geeigneter Materialien für den ersten Kleber 26 und den zweiten Kleber 28 umfassen Kleber vom acrylischen Typ, Epoxy-Typ und Urethan-Typ, wie zum Beispiel Loctite® FMD-207, Loctite® FMD-338, Loctite® FMD-436 und Loctite® FMD-3311, alle erhältlich von der Loctite Corporation, Hartford, Connecticut; Norland Optical Adhesive Type 68 erhältlich von Norland Products Inc., New Brunswick, New Jersey; und Sommers Laboratories Typ SK-9 erhältlich von Summer Laboratories, Inc., Collegeville, Pennsylvania. Die Materialien, die für den ersten Kleber 26 und den zweiten Kleber 28 benutzt werden, können durch thermische Behandlung oder durch Behandlung mit Ultraviolettlicht ausgehärtet werden.
  • Der erste Überzug 30 und der zweite Überzug 32 können aus irgendeinem Material bestehen, das eine genügende Härte, einen genügenden Abriebwiderstand und/oder einen chemischen Widerstand für den Funktionskörper 14 hat, solange das oben erwähnte Erfordernis der Materialkompatibilität erfüllt ist. Einige Beispiele geeigneter Überzugsmaterialien umfassen harte akrylische Überzüge und harte Polysiloxan-Verbindungen. Vorzugsweise weist die eine Schicht 22 oder 24, die in Berührung mit dem Brechglied 12 steht, keinen Überzug 30, 32 auf, weil es sich gezeigt hat, dass der Überzug auf einer der Schichten 22, 24, der in Berührung mit dem Brechglied 12 steht, dazu tendiert, die Bindefestigkeit des Funktionskörpers 14 mit dem Brechglied 12 zu beeinträchtigen.
  • Ein Vorteil der Linse 10 gemäß der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Gesamtdicke A in der Mitte der Linse 10, gemäß 1, gemessen entlang der Längsachse Z der Linse 10 vermindert werden kann, so dass das Gewicht der Linse 10 verringert wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung liegt die Dicke B des Mittelabschnitts des Brechglieds 12 vorzugsweise zwischen 0,9 mm bis etwa 20.0 mm und vorzugsweise in Bereichen zwischen 1,0 mm und etwa 9,0 mm. Obgleich die Dicke C in der Mitte des Funktionskörpers 14 irgendeine Dicke aufweisen kann, die geeignet ist, um den gewünschten photochromen Effekt herbeizuführen, liegt bei der Linse 10 die Dicke C in der Mitte des Funktionskörpers 14 vorzugsweise in Bereichen zwischen 0,2 mm und etwa 2 mm und noch besser in Bereichen zwischen ungefähr 0,3 mm und 0,7 mm. Die mittleren Dicken D und C des Brechglieds 12 und des Funktionskörpers 14 sind in 1 versetzt zur Z-Achse der Linse dargestellt, es ist jedoch klar, dass die mittlere Dicke B und C des Brechglieds 12 bzw. des Funktionskörpers 14 jeweils längs der Achse Z gemessen sind. Schließlich liegt die Mitteldicke A der Linse 10 vorzugsweise in Bereichen zwischen etwa 1,5 mm und etwa 22,0 mm und noch besser in Bereichen zwischen 1,6 mm bis etwa 10,0 mm.
  • Die bevorzugten und noch bessere Dickenbereiche des Funktionsfilms 21, der ersten und der zweiten Schicht 22, 24, des ersten und zweiten Klebers 26, 28 und des ersten und zweiten Überzugs 30, 32 (falls vorhanden) sind in der folgenden Tabelle 1 dargestellt: TABELLE 1
    Bevorzugt Noch besser
    Funktionsfilm 21 von ungefähr 0,0005 mm bis ungefähr 0,002 mm von ungefähr 0,0007 mm bis ungefähr 0,001 mm
    Erste Schicht 22 von ungefähr 0,02 mm bis ungefähr 1,0 mm von ungefähr 0,3 mm bis ungefähr 0,35 mm
    Zweite Schicht 24 (fakultativ) von ungefähr 0,2 mm bis ungefähr 1,0 mm von ungefähr 0,3 mm bis ungefähr 0,35 mm
    Erster Kleber 26 von ungefähr 0,0005 mm bis ungefähr 0,002 mm von ungefähr 0,0007 mm bis ungefähr 0,001 mm
    Zweiter Kleber 28 von ungefähr 0,0005 mm bis ungefähr 0,002 mm von ungefähr 0,0007 mm bis ungefähr 0,001 mm
    Erster Überzug 30 (fakultativ) von ungefähr 0,0003 mm bis ungefähr 0001 mm von ungefähr 0,0004 mm bis ungefähr 0,006 mm
    Zweiter Überzug 32 (fakultativ) von ungefähr 0,0003 mm bis ungefähr 0,001 mm von ungefähr 0,0004 mm bis ungefähr 0,006 mm
  • Wenn der Funktionskörper 14 die Form eines Funktionswafer (nicht dargestellt) hat, dann kann der Funktionsfilm 21 entweder von der zweiten Schicht 24, dem zweiten Überzug 32 oder der zweiten Schicht 24 gebildet werden, die mit dem zweiten Überzug 32 versehen ist. Wenn demgemäss der Funktionskörper 14 die Form eines nicht dargestellten Funktionswafer hat, ist ohne weiteres verständlich, dass daraus Änderungen in der Dicke des Funktionsfilms 21 resultieren.
  • Die Linse 10 kann entweder eine Linse mit einer einzigen Dioptrie oder eine Linse mit mehreren Dioptrien oder eine asphärische Linse oder eine asphärische Linse mit mehreren Dioptrien, oder eine Linse mit gestuften Dioptrien sein. Eine Linse mit einer einzigen Dioptrie, die die Form gemäß der Linse 10 haben kann, besitzt im wesentlichen an jeder Stelle die gleiche Brechkraft auf der äußeren Oberfläche 34 der Linse 10, wenn nicht dargestellte Gegenstände vor dem Funktionskörper 14 der Linse 10 durch die Linse 10 von einem gewählten Punkt X betrachtet werden, der hinter der Linse 10 und auf der Achse Z liegt. Die äußere Oberfläche 34 sollte im wesentlichen glatt und vorzugsweise sehr glatt sein, um die Erzeugung unregelmäßiger, unvorhersehbarer optischer Effekte in der Linse 10 zu minimieren.
  • Bei einer Linse mit kontinuierlich veränderten Dioptrien, die auch die Form gemäß der Linse 10 haben kann, ändert sich die Brechkraft der Linse 10 kontinuierlich, wenn Gegenstände vor der äußeren Oberfläche 34 von dem Betrachtungspunkt X über verschiedene Punkte der äußeren Oberfläche 34 betrachtet werden. Bei der Multifokallinse mit kontinuierlichem Dioptrienübergang ändert sich die Brechkraft der Linse 10 bei Betrachtung vom Punkt X kontinuierlich bei Bewegung über die äußere Oberfläche 34 teilweise wegen der glatten kontinuierlichen Natur der äußeren Oberfläche 34 der Linse 10, die mit kontinuierlich veränderter Brennweite arbeitet. Wenn die Linse 10 eine durchgehend veränderte Brennweite aufweist, dann sind Vorderseite 18 und äußere Oberfläche 34 asphärisch gestaltet. Wenn Gegenstände vom Punkt X durch die Linse 10 betrachtet werden und diese eine durchgehend veränderte Brennweite aufweist, dann werden Linien nicht erkannt, wenn eine Bewegung zwischen Punkten auf der Oberfläche 34 stattfindet, die unterschiedliche Brechkraft haben.
  • Wenn die Linse eine gestufte Multifokallinse ist, wie die Linse, die in 4 dargestellt ist, dann ist die Vorderseite 18 des Brechgliedes 12 diskontinuierlich. Beispielsweise ist die Linse 10 gemäß 4 eine gestufte bi-fokale Linse, bei der die Vorderseite 18 in eine Hauptfokaloberfläche 36 und eine Sekundärfokaloberfläche 38 unterteilt ist. Die Hauptfokaloberfläche 36 und die Sekundärfokaloberfläche 38 wirken zusammen, um eine gestufte Oberfläche 40 zu bilden, die einen glatten Übergang zwischen der Hauptfokaloberfläche 36 und der Sekundärfokaloberfläche 38 unterbricht. Wie aus 4 ersichtlich, kann die Sekundärfokaloberfläche 38 wenigstens teilweise relativ zur Hauptfokaloberfläche 36 erhöht sein. Stattdessen kann, obgleich in 4 nicht dargestellt, die Hauptfokaloberfläche 36 wenigstens teilweise relativ zur Sekundärfokaloberfläche 38 erhöht ausgebildet sein. Außerdem ist klar, dass dann, wenn die Linse 10 gestuft multifokal ausgebildet ist, die Vorderseite 18 in mehr als zwei diskontinuierliche Oberflächen aufgeteilt sein kann, statt nur zwei diskontinuierliche Oberflächen zu besitzen, nämlich die Hauptfokaloberfläche 36 und die Sekundärfokaloberfläche 38, wie in 4 angegeben.
  • Wenn die Linse 10 multifokal ist, dann kann die Linse 10 entweder progressiv, multifokal oder asphärisch multifokal oder gestuft multifokal sein. Die Kosten für die Herstellung progressiver und asphärischer Multifokallinsen sind etwa vergleichbar mit den Kosten, die für gestufte Multifokallinsen erforderlich sind. Die Herstellung gestufter Multifokallinsen erfordert etwas geringere Kosten und etwas weniger komplizierte Werkzeuge als bei der Herstellung progressiver Multifokallinsen oder der Herstellung asphärischer Multifokallinsen erforderlich ist. Andererseits sind die tatsächlichen Herstellungskosten für gestufte Multifokallinsen etwas höher als die Herstellungskosten von progressiven oder asphärischen Multifokallinsen.
  • Nichtsdestoweniger ist die Linse 10 vorzugsweise progressiv multifokal statt gestuft multifokal, da die Gestaltung des Funktionskörpers 14 zur Anpassung an die Gestalt der Vorderseite 18 des Brechgliedes 12 einfacher für progressive Multifokallinsen herstellbar ist als für gestufte Multifokallinsen. Außerdem sind progressive Multifokallinsen allgemein vom Benutzer bevorzugt, weil sie einen kosmetisch ansprechenderen Anblick bieten als gestufte Multifokallinsen. Außerdem ist die Linse 10 vorzugsweise progressiv multifokal statt asphärisch multifokal, da progressive Multifokallinsen vom Benutzer allgemein in kosmetischer Hinsicht gegenüber asphärischen Multifokallinsen bevorzugt werden.
  • Die Linse 10 gemäß 1, 2 und 4 kann entweder eine Fertigproduktlinse oder eine Halbfertigproduktlinse sein. Wenn die Linse 10 eine Fertigproduktlinse ist, dann wird die Brechkraft oder der Brechkraftbereich der Linse bei der Herstellung der Linse eingestellt und es ist keine weitere Bearbeitung der Linse erforderlich, um die Brechkraft oder den Brechkraftbereich einzustellen. Wenn die Linse 10 ein Halbfertigprodukt ist, dann ist eine zusätzliche Bearbeitung nach der anfänglichen Herstellung der Linse 10 nötig, d. h. es muss eine Rückseite 42 der Linse 10 geschliffen werden, um die Brechkraft oder den Brechkraftbereich der Linse 10 einzustellen. Wenn die Linse 10 fertig ist, dann kann die Rückseite 42 einen Überzug erhalten (nicht dargestellt), um die Härte und den Abriebwiderstand der Rückseite 42 der Linse zu verbessern. Wenn die Linse 10 ein Halbfertigprodukt ist, dann braucht der Überzug nur auf der Außenseite 34 der Linse 10 aufgebracht zu werden, da der Überzug auf der Rückseite 42 der Linse 10 bei der weiteren Verarbeitung der Halbfertigproduktlinse beschädigt oder entfernt werden könnte. Selbst wenn die Linse 10 jedoch ein Halbfertigprodukt ist, dann kann die Rückseite 42 den Überzug (nicht dargestellt) aufweisen, um die Herstellungskosten der Halbfertigproduktlinse zu senken.
  • Das Verfahren zur Herstellung der Linse 10 umfasst allgemein drei verschiedene Schritte. Zunächst wird der Funktionskörper 20, z. B. der nicht dargestellte Funktionsüberzug oder der Funktionsfilm 21 hergestellt. Als Nächstes wird der Funktionskörper 14 hergestellt. Schließlich wird die Linse 10 hergestellt, indem der Funktionskörper 14 mit dem Brechglied 12 verbunden wird.
  • Es ist klar, dass außer Photochromismus weitere Funktionen wie Tönung, Farbe, Härte, Abriebwiderstand und chemischer Widerstand sowie Dekor und Indizien in den Funktionskörper 20, beispielsweise den Funktionsüberzug (nicht dargestellt) oder den Funktionsfilm 21 eingebaut werden können, wobei herkömmliche Techniken benutzt werden. Zusätzlich kann jede der Schichten 22, 24 oder der Überzüge 30, 32 dauernde Charakteristiken aufprägen, beispielsweise Härte, Abriebwiderstand und chemischer Widerstand für die Linse speziell an der äußeren Oberfläche 34 der Linse.
  • Die organischen photochromen Verbindungen können in den Basisfilm eingebaut werden, um einen funktionellen Film 21 herzustellen, der photochrome Eigenschaften besitzt, und dies kann durch eine geeignete Prozedur bewirkt werden. Beispielsweise werden durch ein geeignetes Verfahren, das für die bevorzugten Naphthopyrane und Spironaphthopyrane nützlich ist, die photochromen Verbindungen in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst. Beispiele geeigneter Lösungsmittel umfassen: Butylacetat, Hexan, Cyclohexan, verschiedene Alkohole einschließlich Ethanol und Methanol und verschiedene Ketone, wie Cyclohexanon und Methylethylketon. Als Nächstes wird eine Mischung aus photochromen Verbindungen und Kunststofflösungsmittel hergestellt, indem die photochromen Verbindungen und das Lösungsmittel dem geschmolzenen Monomer oder dem geschmolzenen Vor-Polymer des Homopolymerisats oder Mischpolymerisats zugesetzt werden, das für den Basisfilm vorgesehen ist. Eine geeignete durch Ultraviolett stabilisierende Verbindung kann in die photochrome Verbindung/Kunststoff/Lösungsmittel-Mischung eingebracht werden, um die photochromen Verbindungen gegen Aktivierungsermüdung zu stabilisieren.
  • Gemäß einer zweiten geeigneten Alternative für die bevorzugten Naphthopyrane und Spironaphthopyrane werden Homopolymerisat- oder Mischpolymerisat-Kunststoffe, die für den Basisfilm gewählt wurden, miteinander vermischt. Dann wird das Lösungsmittel der Mischung aus photochromer Verbindung und Kunststoff zugesetzt und die Mischung aus photochromer Verbindung und Kunststoff und Lösungsmittel wird erhitzt, um die Mischung aus photochromen Verbindungen und Kunststoff und Lösungsmittel zu schmelzen oder aufzulösen und homogen sämtliche Bestandteile der Mischung zu vermischen.
  • Die Mischung von photochromen Verbindungen, Lösungsmitteln und Monomeren oder Vor-Polymeren kann zu einem Film oder einer Schicht geeignet extrudiert oder gegossen werden. Vorzugsweise wird die Mischung auf eine flache Oberfläche unter Benutzung herkömmlicher thermostatischer Plastikgießverfahren vergossen. Nach Verdampfung des Lösungsmittels von dem vergossenen Film oder der vergossenen Schicht hat der Funktionsfilm 21 die verbleibende photochrome Eigenschaft.
  • Nachdem der Funktionskörper 20, beispielsweise der Funktionsfilm 21, hergestellt ist, kann der Funktionskörper 14 hergestellt werden, indem die erste Schicht 22 und die zweite Schicht 24 mit dem Funktionskörper 20 unter Benutzung des ersten Klebers 26 und des zweiten Klebers 28 laminiert werden. Jede konventionelle auf Kleber basierende Laminiertechnik, beispielsweise Auswalzen, um einen geeigneten Druck anzuwenden, kann bei der Laminierung der Schichten 22, 24 mit dem Funktionskörper 20 angewandt werden. Der Überzug 30 kann, wenn vorhanden, auf der ersten Schicht 22 entweder vor oder nach der Laminierung der Schicht 22 am Funktionskörper 20 erfolgen. In gleicher Weise kann, wenn die zweite Schicht 24 vorhanden ist, der Überzug 32, falls vorhanden, auf der zweiten Schicht 24 entweder vor oder nach der Laminierung der Schicht 24 am Funktionskörper 20 aufgebracht werden.
  • Das Brechglied 12 und der Funktionskörper 14 können kombiniert werden, um die Linse herzustellen, wobei irgendeine herkömmliche Technik benutzt wird, beispielsweise eine Laminatverbindung, ein Spritzgussverfahren, ein Kompressionsguss oder ein Spritzkompressionsguss (was gelegentlich als ”coining” bezeichnet wird). Unabhängig davon, welches Verfahren zur Verbindung von Brechglied 12 und Funktionskörper 14 benutzt wird, in jedem Fall muss die Platte 17 von dem funktionellen Laminat 19 getrennt werden und sie muss auf eine Größe und Form gebracht werden, die sie aufweist, wenn sie in der Linse 10 eingebaut ist. Die Platte 17 kann von dem Laminat 19 unter Benutzung herkömmlicher Techniken getrennt werden. Anders als in den Beispielen beziehen sich alle folgenden Beschreibungen über die Platte 17 auf eine gleiche Kraft für den Funktionswafer. Einige Beispiele von Form und Gestalt der Potentialplatte 17 sind in den 1 und 2 angegeben. Die Platte 17 kann entweder vor Einfügung in die Linse 10 vorgeformt werden oder stattdessen kann die Platte 17 geformt werden, während sie in der Linse 10 befindlich ist.
  • Die Platte 17 kann unter Benutzung eines geeigneten Laminierformverfahrens hergestellt werden. Ein Beispiel eines geeigneten Verfahrens umfasst die Erhitzung der Platte 17 auf eine geeignete Temperatur. Gleichzeitig mit der Erhitzung oder danach wird ein positiver Druck auf die Platte 17 ausgeübt, wobei eine geeignete Vorrichtung benutzt wird, um die Platte 17 zu formen und die Gestalt der Vorderseite 18 des Brechgliedes 12 anzupassen. Nachdem die Platte 17 geeignet geformt ist, kann die Platte 17 auf Raumtemperatur abgekühlt werden, und danach wird der positive Druck weggenommen.
  • Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren können Brechglied 12 und Funktionskörper 14 verbunden werden, um die Linse 10 herzustellen, wobei eine Gießmaschine 100 gemäß 5 Anwendung findet, welche eine Vielzahl von Formoberflächen 102 aufweist. Wenn die Formgießmaschine 100 geschlossen ist, wie in 6, dann definieren die Formoberflächen 102 eine Vielzahl von Formhohlräumen 104. Obgleich zwei Formhohlräume 104 in 6 dargestellt sind, so versteht es sich von selbst, dass die Gießmaschine 100 auch nur einen Formhohlraum 104 oder mehr als zwei Formhohlräume 104 aufweisen kann.
  • Die Gießmaschine 100 ist vorzugsweise eine hin- und hergehende Schraubenspritzgussmaschine. Die Spritzgussmaschine 100 weist gemäß 5 einen Spritzteil 106 und einen Klemmteil 108 auf. Der Spritzteil 106 weist ein Gehäuse 110 auf, das eine nicht dargestellte hin- und hergehende Schraube enthält. Der Spritzteil 106 weist außerdem einen Aufgabetrichter 112 auf, der pelletierten thermoplastischen Kunststoff (nicht dargestellt) in die Schraube fördert. Der Spritzteil 106 weist außerdem mehrere Heizbänder 114 auf, die über dem Gehäuse 110 liegen, um den thermoplastischen Kunststoff zu schmelzen. Außerdem weist der Spritzteil 106 eine hydraulische Antriebseinheit 116 auf, die die Schraube dreht und hin- und herbewegt.
  • Der Klemmteil 108 weist einen Formabschnitt 118 und einen Antriebsabschnitt 120 auf, der den Formabschnitt 118 öffnet und schließt. Der Formabschnitt 118 weist eine feste Formhälfte 122 auf, die fest im Spritzteil 106 verankert ist. Der Formabschnitt 118 weist außerdem eine bewegliche Formhälfte 124 auf, die passgerecht mit der festen Formhälfte 122 zusammenwirkt. Wie aus 6 ersichtlich, wirken die Formhälften 122, 124 zusammen, um Formhohlräume 104 zu bilden. Die Formoberfläche 102 eines jeden Formhohlraumes 104 kann in drei Typen von Formoberflächen klassifiziert werden, nämlich eine konvexe Oberfläche 126, eine konkave Oberfläche 128 und eine radiale Oberfläche 130. Die konvexe Oberfläche 126 des Formhohlraumes 104 definiert die Außenseite 34 der Linse 10. Die konvexe Oberfläche 126 kann so ausgebildet sein, dass sie irgendeiner Form der Außenseite 34 der Linse 10 angepasst ist, und sie kann auch eine diskontinuierliche Form an der Außenseite 34 aufweisen, wie das in 4 dargestellt ist. In gleicher Weise definiert die konkave Oberfläche 128 des Formhohlraumes 104 die Rückseite 42 der Linse 10.
  • Die radialen Oberflächen 130 des Formhohlraumes 104 definieren den Umfang 44 der Linse 10. Die radialen Oberflächen 130 können insgesamt durch die bewegliche Formhälfte 124 gebildet werden, wie dies in 5 dargestellt ist. Stattdessen können die radialen Oberflächen 130, obgleich in den Figuren nicht dargestellt, vollständig in der festen Formhälfte 122 ausgebildet sein oder teilweise in der festen Formhälfte 122 und teilweise in der beweglichen Formhälfte 124.
  • Die feste Formhälfte 122 besitzt einen Eingusskanal 132, der in Strömungsverbindung mit der Einspritzeinheit 106 steht. Außerdem definieren gegenüberliegende Oberflächen 134 der festen Formhälfte 122 und der beweglichen Formhälfte 124 zusammen Abzweigungen 136, wie aus 6 ersichtlich, die die Einspritzeinheit 106 und den Eingusskanal 132 in Strömungsverbindung mit jedem Hohlraum 104 bringen. Der Formabschnitt 118 weist außerdem mehrere Kühlleitungen 138 auf, die innerhalb der Formhälften 122, 124 angeordnet sind, um das thermoplastische Material abzukühlen, nachdem der Kunststoff in den Formhohlraum 104 vollständig eingespritzt ist.
  • Die bewegliche Formhälfte 124 umfasst vorzugsweise eine feste Formplatte 146 und eine bewegliche Formplatte 148. Die Formhälfte 124 weist außerdem mehrere Hülsen 150 auf, die auf radiale Oberflächen 130 der Formhohlräume 104 ausgerichtet sind. Die Formhälfte 124 weist außerdem mehrere Kolben 152 auf, die gleitbar von den Hülsen 150 aufgenommen werden und die an der Formplatte 148 an den Enden 154 festgelegt sind. Die Enden 156 der Kolben 152 bilden die konvexen Oberflächen 126 der Formhohlräume 104.
  • Der Antriebsabschnitt 120 der Klemmeinheit 108 weist einen hydraulischen Kolbenantrieb 158 auf, der in Arbeitsbeziehung mit der beweglichen Formhälfte 124 steht. Der Antriebsabschnitt 120 weist eine hydraulische Antriebseinheit 160 auf, die den hydraulischen Kolbenantrieb 158 antreibt und den beweglichen Formabschnitt 124 entweder in die Öffnungsstellung 162, wie in 5 dargestellt, oder in eine Schließstellung 164 überführt, wie in 6 dargestellt.
  • Die bewegliche Platte 148 und demgemäss die Kolben 152 stehen in Arbeitsbeziehung mit dem hydraulischen Kolbenantrieb 158. Außerdem ist die Bewegung der Platte 148 und der Kolben 152 zeitlich so abgestimmt, dass sich die Kolben 152 in Richtung des Pfeiles D bewegen (wie dies am besten aus 5 ersichtlich ist), nachdem die Ausformung der Linsen 10 vollendet ist und die Formhälften 122, 124 voneinander getrennt sind. Die Bewegung der Kolben 152 in Richtung D stößt die Linsen 10 aus den Formhohlräumen 104 aus, indem im Wesentlichen gleichmäßig ein Druck auf die Rückseite 42 jeder Linse 10 ausgeübt wird. Umgekehrt ist die Bewegung der Platte 148 und der Kolben 152 zeitlich so abgestimmt, dass die Kolben 152 sich in Richtung des Pfeiles E bewegen, um die Oberflächen 126, 128 und 130 so zu orientieren, dass ein Gießen nach Auswurf der Linsen 10 erfolgen kann.
  • Die Klemmeinheit 108 umfasst, wie am besten aus 6 ersichtlich, mehrere Zugstangen 166, die die bewegliche Formhälfte 124 in ihrer Ausrichtung auf die feste Formhälfte 122 unterstützen. Außerdem weist die feste Formhälfte 122 zylindrische Buchsenführungen 168 auf, und die bewegliche Formhälfte 124 weist zylindrische Steckerglieder 170 auf, die gleitbar jeweils in die zylindrischen Buchsenführungen 168 eingreifen. Die Führungen 168 und die Stecker 170 tragen zu einer Ausrichtung der festen und beweglichen Formhälften 122, 124 relativ zueinander bei.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel bestehen die Formhälften 122, 124 aus einem kohlenstoffarmen Gussstahl, beispielsweise einem rostfreien Werkzeugstahl der Serie P20. Die Spritzgussmaschine 100 kann irgendeine geeignete Spritzgussmaschine sein, beispielsweise eine Vista-Spritzgussmaschine, die von Cincinnati Milacron aus Batavia, Ohio verfügbar ist.
  • Vor dem Gießen der Linsen 10 in der Spritzgussmaschine 100 wird die Platte 17, die den Funktionskörper 14 herstellt, gegen eine Ausnehmung 172 in der Formplatte 146 gefügt, wie dies in 5 dargestellt ist, bevor die Formhälften 122, 124 geschlossen werden. Die Ausnehmung 172 kann durch eine nicht dargestellte Verzahnung in der konvexen Oberfläche benachbart zum Schnitt der konvexen Oberfläche 126 und der radialen Oberfläche 130 definiert werden, wie dies am besten aus 6 ersichtlich ist. Wenn stattdessen ein Teil der radialen Oberfläche 130 in der festen Formhälfte 122 definiert ist, kann die Ausnehmung 172 durch den Schnitt der konvexen Oberfläche 126 mit der radialen Oberfläche 130 gebildet werden. Wenn die Platte 17 eine von der Vorderseite 18 (2) unterschiedliche Größe oder Gestalt besitzt, dann kann die konvexe Oberfläche 126 gemäß 5 entsprechend mit Passvorsprüngen bzw. Ausnehmungen versehen werden, um die Ausnehmung 172 irgendwo in der konvexen Oberfläche 126 anzuordnen und um eine Anpassung an die unterschiedliche Größe und Gestalt der Vorderseite 18 zu bewirken.
  • Wie erwähnt, kann die Platte 17 vorgeformt werden, um der Form der Vorderseite 18 des Brechgliedes 12 angepasst zu werden. Stattdessen kann die Spritzgussmaschine 100 mit einer Vakuumquelle 174 und zugeordneten Vakuumleitungen ausgestattet sein, die mit der konvexen Oberfläche 126 eines jeden Hohlraumes 104 in Verbindung stehen, wie dies in 5 dargestellt ist. Unter Benutzung der Vakuumquelle 174 kann jede Platte 17 gegen die jeweiligen Ausnehmungen 172 und in Verbindung mit den jeweiligen konvexen Oberflächen 126 gebracht werden, ohne dass die Platte 17 vor ihrem Einsatz in die Maschine 100 vorgeformt wäre.
  • Unabhängig davon, ob die Platten 17 außerhalb der Formhohlräume 104 vorgeformt sind oder ob sie in den Formhohlräumen 104 geformt werden, sollte jede Platte 17 in den jeweiligen Formhohlraum 104 so eingesetzt werden, dass eine pneumatische Dichtung (nicht dargestellt), eine mechanische Dichtung (nicht dargestellt) oder eine Kombination einer pneumatischen und mechanischen Dichtung (nicht dargestellt) zwischen jeder Platte 17 und der entsprechenden konvexen Oberfläche 126 der Formhälfte 122 geschaffen wird. Die mechanische Dichtung bezieht sich auf die Platten 17, die vorgeformt sind. Um die mechanische Dichtung zu erhalten, müssen die Platten 17 genau bemessen sein, wobei die Ausdehnung des Metalls berücksichtigt werden muss, aus dem die Formhälften 122, 124 bestehen, so dass die Platten 17 dicht in die Ausnehmungen 172 einpassen, wenn geschmolzener Kunststoff in die Formhohlräume 104 eingespritzt wird. Die pneumatische Dichtung bezieht sich auf die Platten 17, die durch die Vakuumquelle 174 geformt sind, und sie kann sich auf die Platten 17 beziehen, die vorgeformt sind. Eine pneumatische Dichtung kann dadurch erzeugt werden, indem ein geeignetes Vakuum angelegt wird, um die Platten 17 passgerecht ausgerichtet gegen die jeweiligen konvexen Oberflächen 126 zu halten, wenn der geschmolzene Kunststoff in die Formhohlräume 104 eingespritzt wird.
  • Die Dichtung zwischen den Platten 17 und den jeweiligen konvexen Oberflächen 126 ist notwendig, um zu verhindern, dass geschmolzener thermoplastischer Kunststoff in die Formhohlräume 104 beim Einspritzen zwischen die Platten 17 und die jeweiligen konvexen Oberflächen 126 fließt. Ein Eindringen geschmolzenen Kunststoffs zwischen die Platten 17 und die konvexen Oberflächen 126 würde Unerwünschteerweise eines oder mehrere optische oder kosmetische Probleme ergeben, beispielsweise eine Abblätterung des Funktionsfilms von den Schichten 22, 24 oder ein Brennen der Platte 17 oder des Films 21, oder es würden Beanspruchungspunkte innerhalb der Platte 17 erzeugt, oder die Platte 17 würde sich verwerfen und es würden sich Strömungen auf der Außenseite 34 der Linse 10 ergeben.
  • Nachdem die Platten 17 gegen die Ausnehmungen 172 gedrückt sind, wird die Spritzgussmaschine 100 geschlossen, um Formhohlräume 104 zu bilden, wie dies in 6 dargestellt ist. Das für das Brechglied 12 gewählte thermoplastische Kunststoffmaterial wird dann in die Hohlräume 104 im geschmolzenen Zustand eingespritzt, um jenen (nicht dargestellten) Abschnitt der Hohlräume 104 auszufüllen, der nicht von den Platten 17 eingenommen wird und um das Brechglied 12 einer jeden Linse 10 zu schaffen. Außerdem kommt in jedem Hohlraum 104 der eingespritzte Kunststoff in Flächenberührung mit der Platte 17, die in dem Hohlraum 104 angeordnet ist. Die Temperatur des eingespritzten Kunststoffs bewirkt, dass das Brechglied 12, das durch den eingespritzten Kunststoff erzeugt wird, mit dem Funktionskörper 14 an einer der Schichten 22, 24 verschmolzen wird, die vorzugsweise gegen die Vorderseite 18 des Brechgliedes 12 orientiert sind. Die in jedem Hohlraum 104 vorhandene Wärme reicht vorzugsweise aus, um das Brechglied 12 mit dem Funktionskörper 14 zu verschweißen, indem eine permanente Schweißverbindung geschaffen wird. Nach Einspritzen erstarrt der Kunststoff, und der Hohlraum 104 kann durch Bewegung der Formhälften 122, 124 voneinander weg, wie aus 5 ersichtlich, geöffnet werden. Vorzugsweise wird dann die Linse 10 aus der Spritzgussmaschine 100 ausgeworfen, indem der jeweilige Kolben 152 in Richtung D verschoben wird.
  • Die Erzeugung des Brechgliedes 12 in der Spritzgussmaschine 100 führt zu einem weiteren wichtigen Vorteil der vorliegenden Erfindung, nämlich dazu, dass durch die Wirkung, die das Brechglied 12 innerhalb der Linse 10 ausübt, alle Ungleichförmigkeiten in der Dicke des Funktionskörpers 14 ausgeglichen werden. Obgleich es zweckmäßig ist, dass der Funktionskörper 14 eine im Wesentlichen konstante Dicke besitzt, so sind gewisse Änderungen in der Dicke des Funktionskörpers 14 zulässig. Dickenänderungen im Funktionskörper 14 sind zulässig, weil der Formhohlraum 104 eine gleichmäßige Dicke besitzt. Auf diese Weise wird durch Einspritzen von Kunststoff in den Formhohlraum 104 jede Ungleichförmigkeit in der Dicke des Funktionskörpers 14 dadurch kompensiert, dass die Dicke des Brechgliedes 12 entsprechend verändert wird.
  • Nachdem jede Linse 10 aus der Spritzgussmaschine 100 entfernt ist, kann sie mit einem geeigneten Überzug, beispielsweise einer Acryl- oder Polysiloxan-Überzugszusammensetzung versehen werden, um eine harte Oberfläche auf der Linse 10 zu schaffen. Das Überziehen kann unter Benutzungherkömmlicher Techniken bewirkt werden, beispielsweise durch Eintauchen, durch Spritzen oder durch Spin-Überzug. Wie bereits erwähnt, kann, wenn die Linse 10 ein Fertigprodukt ist, nach Anwendung des Überzugs dieser Überzug auf die Außenseite 34 und die Rückseite 42 der Linse 10 aufgebracht werden. Wenn die Linse 10 ein Halbfertigprodukt ist, dann braucht der Überzug nur auf die Rückseite 34 der Linse 10 aufgebracht zu werden, da der Überzug an der Rückseite 42 beschädigt oder entfernt werden könnte, während das Halbfertigprodukt fertiggestellt wird. Stattdessen kann der Überzug auf alle Oberflächen der halbfertigen Linse aufgetragen werden, einschließlich der Außenseite 34 und der Rückseite 42, um einfach die Kosten der Herstellung der halbfertigen Linse zu verringern.
  • Eine Zahl von Vorteilen ergibt sich, wenn das erfindungsgemäße Verfahren benutzt wird, um die Linse 10 herzustellen. Beispielsweise sind funktionelle Eigenschaften leicht in die Linse 10 einzubauen, ohne die im Wesentlichen glatte Natur und vorzugsweise die sehr glatte Natur der Außenseite 34 zu verändern. Auf diese Weise werden unerwünschte und unvorhersehbare optische Effekte, die sonst bei der Linse 10 zu erwarten sind, wenn die Außenseite 34 anders als glatt wäre, im großen Umfange vermindert oder ausgemerzt, wenn die Linse 10 gemäß der Erfindung benutzt wird.
  • Auch kann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die Linse 10 im Gegensatz zu einer halbfertigen Linse fertig bearbeitet werden, wobei das Brechglied 12 geformt wird, um die Brechkraft der Linse 10 zu modifizieren. Stattdessen kann die Linse 10 als Halbfertigprodukt hergestellt werden, wobei das Brechglied spanabhebend bearbeitet wird, und zwar irgendwann nach der Herstellung, um die Brechkraft der Linse 10 zu verändern.
  • Weiter wurde beobachtet, dass der Funktionskörper 14 im Wesentlichen eine Strukturveränderung der photochromen Verbindungen dadurch verhindert, dass die photochromen Verbindungen in Arbeitsbeziehung zu dem Brechglied 12 gesetzt werden. Außerdem wurde festgestellt, dass der Funktionskörper 14 die photochromen Aktivität der photochromen Verbindungen im Wesentlichen verhindert, weil die photochromen Verbindungen in Wirkbeziehung mit dem Brechglied 12 stehen.
  • Das Verfahren der vorliegenden Anmeldung schafft eine systematische Möglichkeit des Einbaus von photochromen funktionellen Eigenschaften in die Linse 10, einfach durch Modifizierung des Funktionskörpers 14. Außerdem schafft das erfindungsgemäße Verfahren ein systematisches Verfahren zum Einbau von photochromen funktionellen Eigenschaften in optische Elemente, beispielsweise eine Linse 10, selbst wenn neue Materialien, beispielsweise Polycarbonate, bei der Linsenherstellung benutzt werden. Wenn ein neues Material entwickelt wird, dann kann das Material, das zur Herstellung der ersten Schicht 22 und der zweiten Schicht 24 benutzt wird, modifiziert werden, um eine Kompatibilität zwischen dem neuen Material und dem Material aufrecht zu erhalten, das für den Funktionskörper 14 benutzt wird, einschließlich den Materialien von erster und zweiter Schicht 22, 24.
  • Die vorliegende Erfindung wird im Einzelnen anhand der folgenden Beispiele beschrieben, die lediglich als illustrativ zu werten sind, da zahlreiche Modifikationen und Abwandlungen innerhalb des Schutzumfangs möglich sind, wie dies für den Fachmann klar ist.
  • BEISPIELE
  • BEISPIELE 1 BIS 4 (nicht gemäss der Erfindung)
  • Die Beispiele 1 bis 4 demonstrieren die Herstellung der Linsen 10 mit einer Polarisierungseigenschaft, die in den Funktionskörper 14 eingebaut ist. Außerdem hat die in den Beispielen 1 bis 4 hergestellte Linse 10 unterschiedliche physikalische Abmessungen und unterschiedliche Brennweiten.
  • Im Einzelnen ist bei den Beispielen 1 bis 4 das funktionelle Laminat 19 im Funktionsfilm 21 in der ersten und zweiten Schicht 22, 24 und im ersten und zweiten Kleber 26, 28 untergebracht. Das funktionelle Laminat 19 umfasst auch den zweiten Überzug 32, aber nicht den ersten Überzug 30. Das funktionelle Laminat 19 weist eine Lichtpolarisationseigenschaft auf und besteht aus dem POLA SHEET, welches von Yushi Selhin Co., Tokyo/Japan geliefert wird. Der Basisfilm des Funktionsfilms 21 wurde aus Polyvinylalkohol hergestellt, und die erste Schicht und die zweite Schicht 22, 24 bestehen aus Polycarbonat. Der Film 21 war etwa 0,003 mm dick, und die erste Schicht und die zweite Schicht 22 und 24 waren ungefähr 0,3 mm dick Die Kleber 26, 28, die eine Dicke von je etwa 0,003 mm hatten, waren gewöhnliche Acryl-Epoxyd- oder Urethankleber. Der Überzug 32, der ungefähr 0,003 mm dick war, besaß einen harten Polysiloxanüberzug.
  • Für jede Linse 10 der Beispiele 1 bis 4 wurde die Platte 17 aus dem funktionellen Laminat ausgeschnitten, um den Funktionskörper 14 zu schaffen. Die Platte 17 hatte eine allgemein runde Gestalt und im Wesentlichen die gleichen Abmessungen wie die Oberfläche 18 des Brechgliedes 12. Die Platte 17, die nicht vorgeformt war, wurde in die Ausnehmung 172 so eingelegt, dass die zweite Schicht 24 der konvexen Oberfläche 126 gegenüberlag. Die Platte 17 hatte eine Schlichtpassung innerhalb der Ausnehmung 172, die geeignet war zur Erzeugung einer mechanischen Dichtung. Die Vakuumquelle 174 wurde auf 28,5 mm Quecksilber aktiviert, um eine pneumatische Dichtung herzustellen und um die Platte 17 auf die konvexe Oberfläche 126 auszurichten.
  • Bei den Beispielen 1 bis 4 wurden dann die Formhälften 122, 124 geschlossen, um den Formhohlraum 104 herzustellen, und zwar unter Benutzung der Spritzgussmaschine 100. Die Schließkraft der Maschine 100, die bei diesen Beispielen benutzt wurde, betrug 160 Tonnen, und die Kunststoff-Einspritzgeschwindigkeit betrug 1,5 Zoll pro Sekunde. Die Kunststoffschmelztemperatur der Maschine 100 betrug 585°F und die Formtemperatur betrug 265°F. Geschmolzener Lexan-Polycarbonat-Kunststoff wurde in den Formhohlraum 104 eingespritzt. Das Lexan-Polycarbonat ist von General Electric Plastics Co., Pittsfield, Massachusetts verfügbar. Nach Abkühlung wurden die Formhälften 122, 124 geöffnet und die Linse 10 wurde aus der Formhälfte 122 ausgestoßen.
  • Bei den Linsen 10 des Beispiels 1 bis 4 wurde festgestellt, dass kein Polycarbonat zwischen die Platte 17 und die konvexe Oberfläche 126 geströmt war. Außerdem wurde keine Abblätterung des Funktionskörpers 14 festgestellt und es wurde kein Verwerten des Funktionsfilms 21 beobachtet. Außerdem zeigt es sich, dass der Funktionskörper 14 und das Brechglied 12 dicht aneinander hafteten. Keine Hohlräume oder Einschlüsse waren irgendwo im Brechglied 12 feststellbar und auch nicht proximal bei dem Funktionskörper 14. Nach der Inspektion wurde die zweite Schicht 24 einer jeden Linse 10 der Beispiele 1 bis 4 mit einem Überzug 32 unter Benutzung der üblichen Tauchtechnik versehen.
  • Es wurden verschiedene Versuche mit den in den Beispielen 1 bis 4 erzeugten Linsen durchgeführt. Die Linsen 10, die bei den Beispielen 1 bis 4 erzeugt wurden, hatten (wie in 1 angegeben) einen Durchmesser F und eine Dicke A, wie in der folgenden Tabelle 2 angegeben. Außerdem wurden die Konstruktionskurven und die resultierenden Krümmungen der Linsen 10 bestimmt, um die Werte gemäß Tabelle 2 anzunehmen, und die Überprüfung erfolgte unter Benutzung herkömmlicher optischer Messtechniken. TABELLE 2
    Beispiel Nr. Linsendurchmesser F (mm) Dicke A in der Mitte (mm) Konstruktionskrümmung (Dioptrien) resultierende wahre Krümmung (Dioptrien)
    1 75 9,49 2,03 2,04
    2 75 9,11 2,03 2,04
    3 75 7,98 4,07 4,05
    4 75 7,63 4,07 4,09
  • Die resultierende wahre Krümmungskurve jeder Linse 10 ist die optische Krümmung der Linse, die zwischen gegenüberliegenden Seiten 46 der Linse 10 entlang der Außenseite 34 (1) gemessen wird. Die Konstruktionskurve ist eine Krümmung der Linse 10, nämlich die gemessene Krümmung der konvexen Oberfläche 126 des Formhohlraumes 104 (6). Die Tabelle 2 veranschaulicht den Einbau des Funktionskörpers 14 in die Linse 10 gemäß der vorliegenden Erfindung. Dabei erfolgt im Wesentlichen keine Veränderung zwischen der wahren resultierenden Krümmung und der entworfenen Krümmung jeder Linse 10, die bei den Beispielen nach 1 bis 4 erzeugt wurde.
  • Die in den Beispielen 1 bis 4 hergestellten Linsen 10 wurden auf verschiedene Fertigbrennweitenvorschriften geschliffen und es zeigte sich, dass sie dann eine gute kombinierte Brechkraft in der sphärischen und zylindrischen Achse ergaben. Auch die optischen Eigenschaften der Linsen 10 einschließlich der optischen Durchlässigkeit der optischen Welle und der optischen Brechkraft wurden überprüft unter Benutzung herkömmlicher Linsenmessapparaturen, und das Ergebnis war ausgezeichnet.
  • Die Funktionskörper 14 jeder Linse 10 wurden daraufhin untersucht, dass sie gut an den Brechgliedern 12 haften. Auch die Funktionskörper 14 jeder Linse 10 wurden im Hinblick auf eine Abblätterung untersucht, und es zeigte sich, dass die Schichten 22 und 24 von dem Funktionsfilm 21 nicht abblätterten. Außerdem wurde die Außenseite 34 einer jeden Linse 10 im Hinblick auf einen Abrieb untersucht, und zwar unter Benutzung der Prüfvorschrift in ASTM D 3359-78, und es zeigte sich, dass die Linsen einen hervorragenden Abriebwiderstand besitzen.
  • BEISPIEL 5
  • Dieses Beispiel demonstriert die Erzeugung des Funktionsfilms 21 aus Polymerkunststoff und photochromem Farbstoff. Bei diesem Beispiel war der polymere Kunststoff Cellulose-acetatbutyrat und der photochrome Farbstoff war 3-(4-biphenylyl)-3-phenyl-8-methoxy-3H-naphtho[2,1b]pyran.
  • Der erste Schritt besteht darin, den Kunststoff und den photochromen Farbstoff zu vermischen. Um dies zu erreichen, wurden 0,2 Gramm des photochromen Farbstoffs mit 19,8 Gramm des pelletierten Cellulose-acetatbutyrats in einem reinen, trockenen 250 ml Erlenmeyer-Kolben aus Glas vermischt. Das pelletierte Cellulose-acetatbutyrat war Tenite grade 264-E2R300-1, welches von Eastman Chemical Co., Kingsport, Tennessee verfügbar ist. Als Nächstes wurden 110,5 Gramm n-butyl-acetat-Lösungsmittel der Farbstoff/Kunststoffmischung zugesetzt. Der Erlenmeyer-Kolben wurde dann in einem Heizbehälter untergebracht, der ein geeignetes Wärmeübertragungsfluid, z. B. Ethylen-glycol oder Diehtylen-glycol enthielt. Das Wärmeübertragungsfluid wurde erhitzt, um graduell die Farbstoff/Kunststoff-Lösungsmittel auf 105°C zu erwärmen. Die Mischung aus Farbstoff, Kunststoff und Lösungsmittel wurde bei 105°C gehalten und etwa vier Stunden lang gerührt, bis der Farbstoff und der Kunststoff im Lösungsmittel gelöst und die Mischung aus Farbstoff, Kunststoff und Lösungsmittel homogen vermischt war. Die resultierende Farbstofflösung wurde dann auf Raumtemperatur abgekühlt.
  • Ein Float-Glasstück der Größe 24'' × 30'' × 0,375'' wurde dann vorbereitet, um den Film 21 zu gießen, indem zunächst das Glas nivelliert und dann mit Aceton gereinigt wurde. Als Nächstes wurde ein Formtrennmittel hergestellt, indem ein Tropfen von n-octyl-trichlorsilan in 10 ml Xylen gelöst wurde. Das Formtrennmittel wurde auf dem Glas unter Benutzung eines reinen, gefalteten Seidenpapiers aufgetragen, das in das Formtrennmittel eingetaucht war.
  • Eine kleine Menge der Farbstofflösung wurde bei Raumtemperatur aus dem Erlenmeyer-Kolben auf die Glasplatte ausgegossen. Unmittelbar danach wurde eine Gardner-Klinge, die von Paul N. Gardner Company, Pompano Beach, Florida verfügbar ist, über die Farbstofflösung mit einer stetigen Rate gezogen, um eine gleichmäßige Schicht aus Farbstofflösung über dem Glas zu erzielen. Das n-butyl-acetat-Lösungsmittel ließ man etwa 24 Stunden lang bei Raumtemperatur verdampfen, und es verblieb ein Funktionsfilm 21 mit der photochromen Eigenschaft auf dem Glas. Der Funktionsfilm 21 wurde dann von dem Glas entfernt, indem zuerst ein Rand des Filmes von der Glasplatte mit einer Rasierklinge abgezogen wurde. Nach Verdampfung des Lösungsmittels wurde die Dicke des Films 21 mit etwa 0,0013 mm bestimmt.
  • Der Film 21 wurde in einem Spektrometer angeordnet, und die Gesamtlichtdurchlässigkeit ohne Aktivierung des photochromen Farbstoffs wurde mit 92% über dem Bereich des sichtbaren Spektrums bestimmt. Die gesamte Lichtdurchlässigkeit wurde auf etwa 10% bei 480 nm bestimmt, wenn der photochrome Farbstoff unter Benutzung von Licht aktiviert war, das eine Stärke von 2,25 mw/cm2 hatte, wobei eine Ultraviolettlampe Anwendung fand. Die maximale Aktivierungswellenlänge für den photochromen Farbstoff (3-(4-biphenylyl)-3-phenyl-8-methoxy-3H-naphtho[2,1b]pyran betrug 480 nm. Die Ultraviolettlampe war eine Bondwand-Lampe, die von Edmund Scientific, Inc., Barrington, New Jersey verfügbar ist.
  • BEISPIEL 6
  • Dieses Beispiel demonstriert die Erzeugung des Funktionslaminats 19 unter Benutzung des Funktionsfilms 21, wie er im Beispiel 5 hergestellt wurde. Zunächst wurden zwei Blätter von 3,5'' × 0,010'' Makrofol® PCEE Polycarbonat (Farbe: ”nat”; finish: ”EE”) von Bayer, Inc. (früher Miles, Inc.) von Pittsburgh, Pennsylvania beschafft. Die beiden Polycarbonat-Blätter, die als erste Schicht 22 und als zweite Schicht 24 dienten, enthielten je Schutzüberzüge auf jeder Seite der Schicht 22, 24.
  • Das Polycarbonatblatt, das die erste Schicht 22 darstellen sollte, wurde auf einer harten, flachen Oberfläche plaziert und die Schutzschicht auf der Seite der Schicht 22, die vom Tisch weggerichtet war, wurde entfernt. Als nächstes wurde der erste Kleber 26, der ursprünglich aus einem 1 Zoll-Durchmesser-Flecken aus Loctite® FMD-436 Kleber bestand, durch Spritzen auf die Seite der Schicht 22 aufgebracht, die die Schutzschicht nicht mehr enthielt. Der im Beispiel 5 erzeugte Funktionsfilm 21 wurde dann sorgfältig auf den ersten Kleber 26 und die erste Schicht 22 aufgelegt. Dann wurde ein Rollstift benutzt, um den ersten Kleber 26 mit einer im wesentlichen gleichförmigen Dicke zwischen dem Film 21 und der Schicht 22 aufzubringen.
  • Als nächstes wurde der zweite Kleber 28, der ursprünglich aus einem ein 1-Zoll-Durchmesser-Flecken von Loctite® FMD-436 Kleber bestand, durch eine Spritze auf jene Seite des Films 21 aufgetragen, die von der Schicht 22 abgewandt ist. Die Schutzschicht wurde dann von einer Seite des verbleibenden Polycarbonatblatts entfernt, das die zweite Schicht 24 bilden sollte. Die Seite der Schicht 24, die die Schutzschicht nicht enthielt, wurde dann auf den zweiten Kleber 28 und den Film 21 aufgelegt, um das Funktionslaminat 19 zu schaffen. Mit einem Rollstift wurde Druck ausgeübt, um den zweiten Kleber 28 in Form einer im wesentlichen gleichmäßigen Dicke zwischen dem Film 21 und der Schicht 24 aufzubringen.
  • Das Funktionslaminat 19 wurde dann unter eine ZETA® 7400 Ultraviolett-Lampe gebracht, die von Loctite Corporation, Hartford, Connecticut verfügbar ist. Es erfolgte eine Bestrahlung, 3 Minuten lang pro Seite, um den ersten und zweiten Kleber 26, 28 auszuhärten. Die Gesamtdicke des Laminats 19 wurde mit ungefähr 0,59 mm bestimmt. Dann wurde das Laminat 19 in ein Spektrometer eingelegt und die gesamte Lichtdurchlässigkeit, ohne Aktivierung des photochromen Farbstoffs, wurde bestimmt und sie lag etwa bei 92% über dem gesamten Bereich des sichtbaren Spektrums. Die gesamte Lichtdurchlässigkeit wurde dann mit etwa 10% bei 480 nm bestimmt, wenn der photochrome Farbstoff aktiviert war, und zwar unter Benutzung von Licht, das durch die erwähnte Bondwand 2,25 mw/cm2 Ultraviolett-Lampe erzeugt wurde.
  • BEISPIEL 7
  • Dieses Beispiel demonstriert die Erzeugung des Funktionsfilms 21 aus einem Polymerkunststoff und einem photochromen Farbstoff, der sich von dem unterschied, wie er im Beispiel 5 benutzt wurde. Die gleichen Verfahrensstufen, Mengen, Verfahrensbedingungen wurde bei diesem Beispiel wie beim Beispiel 5 benutzt, mit der Ausnahme, dass der photochrome Farbstoff, der bei diesem Beispiel benutzt wurde, ein Photo ”D” photochromer Farbstoff war, das ist ein Spirooxazin-Farbstoff, der von Great Lakes Chemical, Inc., In Pedrengo, Italien hergestellt wird. Die maximale Aktivierungswellenlänge für den Photo ”D” photochromen Farbstoff betrug 613 nm.
  • Nachdem das n-Butylacetat-Lösungsmittel etwa 24 Stunden lang bei Raumtemperatur verdampft war, verblieb der Funktionsfilm 21 mit der photochromen Eigenschaft auf dem Glas. Der Funktionsfilm 21 wurde vorsichtig von dem Glas entfernt, indem zunächst ein Rand des Films 21 vom Glas, unter Zuhilfenahme einer Rasierklinge, abgehoben wurde. Der Film 21 war nach der Verdampfung des Lösungsmittels etwa 0,001 mm dick.
  • BEISPIEL 8
  • Dieses Beispiel veranschaulicht die Erzeugung des Funktionslaminats 19 unter Benutzung des gleichen Verfahrens wie beim Beispiel 5, mit der Ausnahme, dass der Funktionsfilm 21 gemäß dem Beispiel 7 benutzt wurde, anstelle des Funktionsfilm 21 gemäß dem Beispiel 5. Das Funktionslaminat 19, das bei diesem Beispiel unter Benutzung des Funktionsfilms des Beispiels 7 erzeugt wurde, hatte eine Gesamtdicke von etwa 0,30 mm. Das Laminat 19 dieses Ausführungsbeispiels wurde in einem Spektrometer untergebracht und die gesamte Lichtdurchlässigkeit, ohne Aktivierung des photochromen Farbstoffs, wurde mit etwa bei 92% über dem Bereich des sichtbaren Spektrums bestimmt. Nach Aktivierung des photochromen Farbstoffs ergab sich eine Gesamt-Lichtdurchlässigkeit von etwa 20% bei 613 nm, wobei wiederum die erwähnte Bondwand 2,25 mw/cm2 Ultraviolett-Lampe benutzt wurde.
  • BEISPIEL 9 (ERFINDUNG)
  • Dieses Beispiel demonstriert die Erzeugung der Linse 10, unter Benutzung des Funktionslaminats 19, wie dies in Beispiel 8 erzeugt wurde, um in die Linse 10 die photochrome Eigenschaft einzubauen. Der erste Schritt bei der Herstellung der Linse 10 bei diesem Beispiel bestand darin, dass aus der Platte 17 das Funktionslaminat 19 ausgeschnitten wurde, um den Funktionskörper 14 zu erzeugen. Die Platte 17 war allgemein rund in ihrer Form und hatte im wesentlichen die gleichen Abmessungen wie die Oberfläche 18 des Brechgliedes, welches hergestellt werden sollte. Die Platte 17, die nicht vorgeformt war, wurde in die Ausnehmungen 172 derart eingelegt, dass die zweite Schicht 24 der konvexen Oberfläche 126 zugewandt war. Dann wurde beobachtet, dass die Platte 17 einen Pass-Sitz innerhalb der Ausnehmungen 172 hatte, was geeignet war, um die mechanische Dichtung herzustellen. Dann wurde die Vakuumquelle 174 aktiviert und auf 28,5 Millimeter Quecksilber eingestellt, um die pneumatische Dichtung zu erzeugen, und um die Platte 17 auf die konvexe Oberfläche 126 auszurichten.
  • Die Formhälften 122, 124 wurden dann unter Benutzung der Spritzgussmaschine 100 geschlossen, um den Formhohlraum 104 zu bilden. Dann wurde geschmolzener Lexan®-Polycarbonat-Kunststoff in den Hohlraum 104 eingespritzt. Die Schließkraft der Maschine 100, die bei diesem Beispiel benutzt wurde, betrug 160 Tonnen und die Kunststoff-Einspritzgeschwindigkeit 1,5 Zoll pro Sekunde. Die Kunststoff-Schmelztemperatur der Maschine 100 betrug 585°F und die Temperatur der Form betrug 265°C.
  • Nach der Abkühlung wurden die Formhälften 122, 124 geöffnet und die Linse 10 wurde aus der Formhälfte 122 ausgeworfen. Es zeigte sich, dass kein Polycarbonatfluss zwischen der Platte 17 und der konvexen Oberfläche 126 vorhanden war. Es konnte auch kein Abblättern des Funktionskörpers 14 festgestellt werden und kein Verwerfen des Funktionsfilms 21. Außerdem waren Funktionskörper 14 und Brechglied 12 fest miteinander verbunden. Es gab keine Hohlräume oder Einschlüsse irgendwo im Brechglied 12, auch nicht in der Nähe des Funktionskörpers 14. Nach der Inspektion wurde die zweite Schicht 24 der Linse 10 mit dem Überzug 32 unter Benutzung der üblichen Tauchüberzugstechnik versehen.
  • Es wurden verschiedene Tests auf der bei diesem Beispiel erzeugten Linse durchgeführt. Die Linse 10 bei diesem Beispiel wurde in ein Spektrometer eingelegt, und die Gesamt-Lichtdurchlässigkeit durch das Brechglied 12 und den Funktionskörper 14 wurde ohne Aktivierung des photochromen Farbstoffs gemessen und sie betrug 90% über dem Bereich des sichtbaren Spektrums. Die gemessene Lichtdurchlässigkeit durch das Brechglied 12 und den Funktionskörper 14 der Linse 10 wurde bei 613 nm mit 20% bestimmt, nachdem der photochrome Farbstoff unter Benutzung einer Lichtquelle aktiviert war, wofür die erwähnte Bondwand 2,25 mw/cm2 Ultraviolett-Lampe benutzt wurde.
  • Die Linse 10 wurde auf die vorgeschriebene Brechkraft geschliffen und es ergab sich eine gute kombinierte Brechkraft in den sphärischen und zylindrischen Achsen. Auch die optischen Eigenschaften der Linse 10, einschließlich der optischen Durchlässigkeit, der optischen Welle und der optischen Brechkraft, wurden unter Benutzung eines herkömmlichen Linsenmessgeräts überprüft, und es ergaben sich ausgezeichnete Ergebnisse.
  • Der Funktionskörper 14 der Linse 10 wurde im Hinblick auf eine Abblätterung überprüft, und es zeigte sich, dass die Schichten 22 und 24 vom Funktionsfilm 21 nicht abblätterten. Außerdem wurde die Außenseite 34 der Linse 10 auf Abrieb unter Benutzung eines Prüfverfahrens überprüft, das in ASTM D-3359-78 vorgeschrieben ist, und es zeigte sich, dass ein ausgezeichneter Abrieb-Widerstand vorhanden war.
  • BEISPIEL 10
  • Dieses Beispiel demonstriert die Erzeugung des Funktionsfilms 21 aus Polymerkunststoff und einem anderen photochromen Farbstoff als der welcher beim Beispiel 5 benutzt wurde. Hierbei wurden die gleichen Verfahren und Bedingungen wie beim Beispiel 5 angewandt, mit der Ausnahme, dass die Menge des benutzten Celluloseacetatbutyrats, die Menge des benutzten photochromen Farbstoffs und die Zusammensetzung des photochromen Farbstoffs geändert wurden.
  • Der Anteil von Celluloseacetatbutyrat, der bei diesem Beispiel benutzt wurde, betrug 19,58 g. Der photochrome Farbstoff, der bei diesem Beispiel benutzt wurde, war eine Mischung die 0,2 g 3-(4-Biphenylyl)-3-phenyl-8-methoxy-3H-naphtho[2,1b]pyran photochromen Farbstoff, wie er beim Beispiel 5 benutzt wurde, mit 0,2 g vom Photo ”D” photochromen Farbstoff, wie er im Beispiel 7 benutzt wurde, und 0,02 g von Photo ”PNO”-photochromen Farbstoff, und dies ist ein Spirooxazin-Farbstoff der von Great Lakes Chemical, Inc., in Pedrengo, Italien verfügbar ist. Die maximale Aktivierungs-Wellenlänge für den 3-(4-Biphenylyl)-3-phenyl-8-methoxy-3H-naphtho[2,1b]pyran photochromen Farbstoff ist 480 nm, die maximale Aktivierungs-Wellenlänge für den Photo ”D” photochromen Farbstoff ist 613 nm und die maximale Aktivierungs-Wellenlänge für den Photo ”PNO” photochromen Farbstoff ist 540 nm. Bei Aktivierung mit Sonnenlicht ergab die Mischung der drei verschiedenen photochromen Farbstoffe eine neutrale Graufarbe, und dies ist eine gewünschte Aktivierungsfarbe für ophthalmische Sonnenbrillen.
  • Nachdem das n-Butylacetat-Lösungsmittel 24 Stunden lang bei Raumtemperatur verdampft war, verblieb der Funktionsfilm 21 mit der photochromen Eigenschaft auf dem Glas. Der Funktionsfilm 21 wurde vorsichtig von dem Glas entfernt, indem ein Rand des Films 21 vom Glas, unter Zuhilfenahme einer Rasierklinge, abgehoben wurde. Der Film 21 hatte nach Verdampfung des Lösungsmittels eine Dicke von 0,00122 mm.
  • BEISPIEL 11
  • Dieses Beispiel demonstriert die Erzeugung des Funktionslaminats 19 unter Benutzung der gleichen Verfahren wie beim Beispiel 5, mit der Ausnahme, dass der Funktionsfilm 21, der im Beispiel 10 erzeugt wurde, anstelle des Funktionsfilms 21 benutzt wurde, der beim Beispiel 5 hergestellt war. Das Funktionslaminat 19, das bei dem Beispiel unter Benutzung des Funktionsfilms von Beispiel 11 erzeugt wurde, hatte eine Gesamtdicke von 0,30 mm. Das Funktionslaminat 19 dieses Ausführungsbeispiels wurde in einem Spektrometer untergebracht und die gesamte Lichtdurchlässigkeit, ohne Aktivierung des photochromen Farbstoffs, wurde mit etwa bei 90% über dem Bereich des sichtbaren Spektrums festgestellt (das heißt von ungefähr 400 nm bis etwa 700 nm). Nachdem der photochrome Farbstoff unter Benutzung von Licht der erwähnten Bondwand 2,25 mw/cm2 Ultraviolett-Lampe aktiviert war, betrug die Gesamtlichtdurchlässigkeit etwa 25% über dem Bereich des sichtbaren Spektrums, (das heißt von ungefähr 400 nm bis etwa 700 nm).
  • BEISPIEL 12 (ERFINDUNG)
  • Dieses Beispiel demonstriert die Erzeugung der Linse 10, die als Mehrstärken-Stufenlinse, wie in 4 dargestellt, ausgebildet ist. Die Linse gemäß 4 wurde unter Benutzung eines Funktionslaminats 19 hergestellt, das gemäß dem Beispiel 11 hergestellt wurde, um die photochrome Eigenschaft in die Linse 10 einzubauen. Das Verfahren dieses Ausführungsbeispiels war das gleiche wie beim Ausführungsbeispiel 9, mit zwei Ausnahmen. Erstens wurde das Funktionslaminat 19 gemäß Beispiel 11 benutzt und nicht das Funktionslaminat nach Beispiel 8. Zweitens wurde die Linse 10 gemäß 4 erzeugt, anstelle der Linse 10 gemäß 1.
  • Die konvexe Oberfläche 126 der Spritzgussmaschine 100 wurde bei diesem Beispiel abgestuft und diskontinuierlich ausgebildet, im Vergleich mit der durchgehenden Form der konvexen Oberfläche 126 beim Beispiel 9. Die Platte 17, die nicht vorgeformt war, wurde in die Ausnehmungen 172 so eingelegt, dass die zweite Schicht 24 der konvexen Oberfläche 126 gegenüberlag. Die Platte 17 befand sich mit Pass-Sitz in der Ausnehmungen 172, wodurch die mechanische Dichtung erzeugt wurde. Die Vakuumquelle 174 wurde auf 28,5 Millimeter Quecksilber aktiviert, um die pneumatische Dichtung zu erzeugen, und die Platte 17 ausgerichtet auf die konvexe Oberfläche 126 zu ziehen.
  • Dann wurden die Formhälften 122, 124 geschlossen, um den Formhohlraum 104 herzustellen. Darauf wurde geschmolzenes Lexan®-Polycarbonat-Kunstharz in den Hohlraum 104 eingespritzt. Nach der Abkühlung wurden die Formhälften 122, 124 geöffnet und die Linse 10 wurde aus der Formhälfte 122 ausgeworfen. Nach Öffnung der Formhälfte 104 wurde festgestellt, dass kein eingespritztes Polycarbonat zwischen die Platte 17 und die konvexe Oberfläche 126 eingeflossen war. Außerdem ergab sich keine Abblätterung des Funktionskörpers 14 und kein Verwerfen des Funktionsfilms 21. Außerdem zeigte sich, dass der Funktionskörper 14 genau die Gestalt der vorderen Oberfläche 18 des Brechglieds 12 angenommen hatte, einschließlich der Haupt-Brechoberfläche 36, der Sekundär-Brechoberfläche 38 und der gestuften Oberfläche 40 des Brechglieds. Außerdem waren Funktionskörper 14 und Brechglied 12 fest miteinander verbunden. Es gab keine Hohlräume oder Einschlüsse irgendwo im Brechglied 12, einschließlich dem proximalen Funktionskörper 14. Nach der Inspektion wurde die zweite Schicht 24 der Linse 10, wie beim Beispiel 9, überzogen.
  • Es wurden verschiedene Tests mit der nach diesem Beispiel hergestellten Linse durchgeführt. Die Linse 10, die nach diesem Beispiel hergestellt wurde, wurde in einem Spektrometer angeordnet und die Gesamtlichtdurchlässigkeit durch das Brechglied 12 und den Funktionskörper 14, ohne Aktivierung des polychromen Farbstoffs, wurde mit etwa 90% über dem Bereich des sichtbaren Spektrums bestimmt (das heißt von ungefähr 400 nm bis etwa 700 nm). Die gesamte durchschnittliche Lichtdurchlässigkeit, die durch das Brechglied 12 und den Funktionskörper 14 der Linse 10 gemessen wurde, betrug etwa 25% über dem Bereich des sichtbaren Spektrums (das heißt von etwa 400 nm bis etwa 700 nm), wenn der photochrome Farbstoff unter Benutzung von Licht aktiviert war, das durch die erwähnte Bondwand 2,25 mw/cm2 Ultraviolett-Lampe erzeugt war.
  • Die Linse 10 bei diesem Beispiel wurde auf eine vorbestimmte Brechkraft geschliffen und zeigte eine gute Kombinationsbrechkraft um die sphärische und die zylindrische Achse. Es wurde bei diesem Ausführungsbeispiel festgestellt, dass die Linse 10 eine Krümmung mit 6,25 Dioptrien und eine 1,02 Multifokal-Zusatzbrechkraft aufwies. Außerdem waren die optischen Eigenschaften der Linse 10, einschließlich optischer Durchlässigkeit, optischer Welle und optischer Brechkraft, die unter Benutzung eines herkömmlichen Linsenmessgeräts geprüft wurden, ausgezeichnet.
  • Es wurde auch der Funktionskörper 14 der Linse 10 auf eine Abblätterung untersucht, und es wurde beobachtet, dass die Schichten 22, 24 vom Funktionsfilm 21 nicht abblätterten. Außerdem wurde die äußere Oberfläche 34 der Linse 10 auf Abrieb, unter Benutzung eines Testversuchs ASTM D 3359-78 überprüft, und es zeigte sich ein ausgezeichneter Abriebwiderstand.
  • Obgleich die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, erkennt der Fachmann, dass Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.

Claims (5)

  1. Verfahren zur Herstellung eines optischen Elementes (10), wobei das optische Element (10) eine Augenlinse umfasst, die einen thermoplastischen Harzpulverabschnitt (12) mit einem fokalen Pulver aufweist, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist, durch die Schritte des Laminieren einer ersten thermoplastischen Schicht (22) auf einer Seite eines Funktionkörpers (20), der eine organische photochrome Substanz in einer kompatiblen Grundfolie oder einem kompatiblen Grundharz umfasst; Laminierens einer zweiten thermoplastischen Schicht (24) auf einer zweiten Seite des Funktionskörpers (20), um einen Laminateinatz zu bilden; Verschmelzen entweder der ersten thermoplastischen Schicht (22) oder der zweiten thermoplastischen Schicht (24) mit dem Pulverabschnitt (12), wobei die andere der ersten thermoplastischen Schicht (22) oder die zweite thermoplastische Schicht (24), zur der Atmosphäre hin offen liegt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend den Schritt des Auftragen eines Überzugs die andere der ersten thermoplastischen Schicht (22) oder der zweiten thermoplastischen Schicht (24), die zur Atmosphäre hin offen liegt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Funktionskörper (20) einen lichtpolarisierenden Bestandteil und eine photochrome Verbindung umfasst.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Befestigen der ersten Schicht (22) oder der zweiten Schicht (24) an dem Pulverabschnitt (12) ferner die folgenden Schritte umfasst: Platzieren des Laminateinsatzes in eine Aussparung (172) einer Formplatte (146), die teilweise einen Formhohlraum (104) definiert, wobei die erste Schicht (22) der Formplatte (146) zugewandt ist und der Funktionkörper (20) von der Formplatte (146) abgewandt ist oder die zweite Schicht (24) der Formplatte (146) zugewandt ist und die zweite Schicht (22) von der Formplatte (146) abgewandt ist.
  5. Verfahren nach Anpruch 4, ferner umfassend den Schritt des Injizieren von thermoplastischem Formmaterial in den Formhohlraum (104), wobei das thermoplastische Material mit der ersten Schicht (22) oder der zweiten Schicht (24) verschmilzt.
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