DE828309C - Verfahren zur Herstellung optischer Elemente aus gelatinierbarem Material - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung optischer Elemente aus gelatinierbarem Material Es ist bekannt, optische Elemente herzustellen, indem auf einer festen Unterschicht eine aus einem durch Temperaturerniedrigung gelatinierbaren Material bestehende Deckschicht in eine Form gegossen wird, wonach die Deckschicht gelatiniert, aus der Form entfernt und getrocknet wird, wobei die Form ein derartiges Profil hat, daß die freie Oberfläche der Deckschicht asphärisch ist. Die Unterschicht kann dann entfernt werden, aber meistens werden Deck- und Unterschicht zusammen als optisches Element verwendet. Mit Hilfe dieses Verfahrens ist es möglich, asphärische Oberflächen mit einem hohen Genauigkeitsgrad herzustellen, so daß sich die hergestellten Elemente vorzüglich zur Verwendung in leder l'räzisionsol)tik, insbesondere ive,i optischen Systemen nach S c h m i dt, eignell, wobei das Element zur Korrektion der sphärischen Aberration eines sphärischen Hohlspiegels verwendet wird.
• Als gelatinierbare Stoffe sind zu diesem Zweck Gelatine, Agar-Agar, Pektin und auch Silicate und Aluminiumoxyd vorgeschlagen worden. Von diesen Stoffen hat sich die Gelatine am besten bewällrt.
• Ein Nachteil der Verwendung der Gelatine besteht jedoch darin, daß der Stoff, nachdem er getrocknet worden ist, nicht ganz unempfindlich gegen den Feuchtigkeitsgehalt der Umgebung ist. Die Empfindlichkeit ist gering, aber hinreichend, um di optischen Eigenschaften des Elements zu beeinträchtigen. Diese Nachteile treten besonders in einem Klima veränderlicher Feuchtigkeit auf.
• Durch Anwendung der Erfindung werden diese Nachteile behoben.
• Gemäß der Erfindung wird die Deckschicht aus einem in einer organischen Flüssigkeit zur Lösung gebrachten Stoff gegossen, der in Wasser unlöslich ist.
• Wie bereits erwähnt, soll die Lösung durch Temperaturerniedrigung gelatinierbar sein. Dies ist erforderlich, da die Lösung nach Eingießen in dic Form in den festen Zustand gebracht werden muß und sodann durch Trocknen das gewünschte Profil entsteht.
• Vorzüglich eignen sich Celluloseacetatbutyrat und Celluloseacetatpropionat. Es ist bekannt (z. B.
• Ind. Eng. Chem. 38 [I946] 936), daß das Gelatinieren dieser Stoffe, wenn diese in einer organischen Flüssigkeit, z. B. in einem Gemisch von Toluol, Sylol und Propanol-2 zur Lösung gebracht worden sind, vorteilhaft zur Herstellung dicker, glänzender Lackschichten anwendbar ist.
• Die gemäß der Erfindung hergestellten optischen Elemente sind in hohem Maße unempfindlich gegen Feuchtigkeit, so daß ihre optischen Eigenschaften praktisch konstant sind.
• Bei derjenigen Phase des Herstellungsverfahrens, in der die Deckschicht getrocknet wird, tritt bei den erwähnten Stoffen tatsächlich ausschließlich ein Verdampfen des Lösungsmittels auf, ohne daß eine Molekülvergrößerung mit der damit einhergehenden Beeinflussung der optischen Eigenschaften stattfindet. Da ausschließlich Trocknen sattfindet, wird auch die maximale Stärkeverringerung der aufgegossenen Schicht erzielt. Diese Stärkeverringerung ist bekanntlich, wie im folgenden näher erläutert wird, wichtig zur Erzielung maximaler Genauigkeit des endgültigen Elements. Bei der Bildung optischer Elemente aus polymerisierenden oder kondensierenden Stoffen, treten diese Vorteile nicht auf.
• Die Flüssigkeit, aus der die Deckschicht gegossen wird, kann selbstverständlich noch andere Stoffe enthalten, z. B. Erweicher, wie Trikresylphosphat, mit deren Hilfe der Brechungsindex der Deckschicht noch beeinflußt, z. B. erhöht, werden kann.
• Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines n n der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Figuren sind alle Schnitte geinäß sich durch die optische Achse des Elements erstreckenden Ebenen. Das Profil des Elements sowie das Profil der bei der Herstellung verwendeten S1 atrize sind in diesen Figuren stark iibertrieben dargestellt.
• Fig. I stellt ein optisches Element nach der Er-Üiid-uiig dar. das aus einer einzigen Schicht besteht: Fig. 2 stellt ein ähnliches Element dar, das außerdem eine Glasunterschicht hat; Fig. 3 stellt eine Vorrichtung zur Herstellung des Elements in der ersten Phase dar; Fig. 4 stellt das Element in der folgenden Herstellungsphase dar.
• Das Element I nach Fig. I besteht aus einem in einer organischen Flüssigkeit löslichen, durch Temperaturerniedrigung gelatinierbaren Stoff, z. B.
• Celluloseacetatbutyrat, das im Handel unter dem Namen Tenite II erhältlich ist; dieser Stoff ist jedoch in Wasser unlöslich. Das Element hat eine flache und eine asphärische Oberfläche.
• Das Element nach Fig. 2 besitzt weiter eine Glasplatte 2, mit der die Deckschicht I fest verbuiideii ist. Die Glasplatte ist hier planparallel ausgebildet; es ist jedoch möglich, eine oder die beiden Begrenzungsflächen sphärisch zu gestalten. Bekanntlich stößt man beim Schleifen solcher sphärischen Furchen auf kçimw grol.;en Scllxvierigkeiten, im Gegensatz zum Schleifen asphärischer Flächen.
• Es sei bemerkt, daß, obgleich im vorliegenden Fall von einer Glasunterschicht die Rede ist, auch andere durchsichtige Stoffe, z. B. Kunstharze, verwendbar sind. Es ist sogar möglich, undurchsichtige Unterschichten zu verwenden, wenn das optische Element einen Spiegel bildet, da auf die Deckschicht noch eine spiegelnde Schicht, z. 1'. lurch .tufdampfen von Aluminium, aufgebracht werden kann.
• Die Herstellung der Elemente kann auf eine Weise erfolgen, die sich grundsätzlich nicht von den bekannten Verfahren unterscheidet.
• Zu diesem Zweck wird (Fig. 3) eine Hohlmetallmatrize 3 oberhalb der Unterschicht 2 angeordnet.
• Die Unterseite der Matrize weist das für das optische Element gewünschte asphärische Profil in verstärktem Maße auf. Die Matrize ist mit zwei Röhren 4 und 5 versehen, durch die eine Flüssigkeit durch die Matrize geführt werden kann um letztere zu erwärmen oder abzukühlen. Durch ein drittes Rohr 6 kann die gelatinierbare Flüssigkeit zugeführt werden.
• Diese Flüssigkeit kann z. B. aus 20 g Celluloseacetatbutyrat in einem Gemisch von 82 g Xylol (Siedepunkt I30 bis 140°) und 18 g Propanol-2 bestehen. Diese Lösung wird bei einer Temperatur von etwa 60° C durch das Rohr 6 auf die Unterschicht 2 geführt, wobei auch die Matrize bis zu 600 C erwärmt ist. Darauf wird die Matrize gekühlt, indem Wasser von o° C hindurchgeführt wird, bis die Deckschicht 7 gelatiniert worden ist.
• Die Matrize wird dann von der Deckschicht 7 abgehoben, die jetzt die in Fig. 4 mit 8 bezeichnete Oberfläche aufweist. Danach wird die Schicht getrocknet, wobei das Einschrumpfen praktisch ausschließlich in einer Richtung senkrecht zur Unterschicht stattfindet. Schließlich hat das Element die mit g bezeichnete endgültige Form. Ein Vorteil dieses Einschrumpfens besteht darin, daß etwaige Fehler der Matrizenform stark verringert auf das eiidgültige Element übertragen werden.
• Nach dem Trocknen ist das Element fertig. Die Ränder können gegebenenfalls noch abgeschnitten und es kann eine Monteur angeordnet werden. Bei Verwendung von Gelatine für die Deckschicht ist es für die meisten Klimas erwünscht, auf der Deckschicht noch ein Schutzglas anzubringen. Bei Anwendung der Erfindung kann dieses Schutzglas durchweg entbehrt werden.

Claims (3)

1. PATEXTANSPP\I CISI I. Verfahren zur Herstellung optischer Elemente, bei dem auf einer formfesten Unterschicht eine aus durch Temperaturerniedrigung gelatinierbarem Material bestehendeDeckschicht in eine Form gegossen wird, wonach die Deckschicht gelatiniert, aus der Form entfernt und getrocknet wird, wobei die Form ein derartiges Profil hat, daß die freie Oberfläche der Deckschicht asphärisch ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht aus einem in einer organischen Flüssigkeit zur Lösung gebrachten, in Wasser unlöslichen Stoff gegossen wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß Celluloseacetatbutyrat als gelöster Stoff verwendet wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Celluloseacetatpropionat als gelöster Stoff verwendet wird.