DE2954548C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Linsen oder anderen optischen Gegenständen gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Das dabei allgemein als Rohmaterial verwendete Monomere ist das Diethylenglykol- bis-Allylkarbonat (und dessen Copolymere) mit folgender Formel:

unter dem Warenzeichen CR-39 besser bekannt, welches durch Zugabe eines Katalysators, oder noch besser eines Initiators ungebundener Radikalen die allmähliche Polymerisation zu Homopolymeren oder zu Copolymeren erlaubt. Das Isopropylperoxydicarbonat mit der Formel:

als I.P.P. bekannt, ist der bevorzugte Initiator, da er die Polymerisation bei niedrigeren Temperaturen und in kürzeren Kreisprozessen erlaubt, im Vergleich zu Benzoylperoxid und anderen gleichfalls anwendbaren Peroxyden.

Ein derartiges Verfahren ist aus der US-PS 25 42 386 bekannt. Diese zeigt ein Verfahren, bei welchem eine obere und eine untere, aus Glas bestehende Formhälfte zusammen mit einer ringförmigen, einen T-förmigen Querschnitt aufweisenden Ringdichtung einen Formhohlraum bilden.

Zwischen den Formhälften ist eine kompressible Dichtung angeordnet, die unter Druck den Gießraum abdichtet. Dazu ist eine Druckvorrichtung vorgesehen, die an den Außenseiten der Formhälften angreift. Bei dieser Vorrichtung kann aber nicht verhindert werden, daß bei der thermischen Expansion Kunstharz ausfließt und sich dadurch der Gießraum zum Teil entleert, so daß in nachteiliger Weise Luft eintreten kann. Die Polymerisation wird örtlich behindert und die hergestellten Linsen sind in dem beeinträchtigten Bereich nicht homogen.

Das Annähern der beiden Formhälften erfolgt unter elastischer Verformung des Dichtrings.

Aus der DE-OS 23 03 551 ist ein Druckgelierverfahren mit einer Formanordnung zur Herstellung von Gießlingen aus Kunstharz bekannt, bei dem eine dünnwandige als doppelwandiger Zylinder ausgebildete Form in einem aufgeheizten Flüssigkeitsbad angeordnet ist und wobei ein Kompensationsraum zum Nachfließen des Harzes in den Gießraum außerhalb der Form vorgesehen ist. Durch auftretenden Unterdruck oder durch einen Lufteintritt können die Formhälften brechen, da die Formenausbildung nicht in der Lage ist, der Schrumpfung des polymerisierenden Kunstharzes zu folgen. Bei einer derartigen Vorrichtung kann eine ungleiche Polymerisation des Kunstharzes auftreten; die Anwesenheit von Luft an der Oberfläche verhindert sogar noch die Polymerisation. Die zylinderförmige Doppelwand-Gießform dient zur Herstellung von verschiedenartigen Gießlingen; für Linsen ist diese Vorrichtung nicht geeignet.

Die US-PS 40 08 031 beschreibt ein Verfahren mit einer Vorrichtung bei dem unter Verwendung von thermoplastischem Material Linsen od. dgl. hergestellt werden. Das thermoplastische Material wird in einen Form-Hohlraum eingespritzt, wobei das überschüssige thermoplastische Material von dem Form-Hohlraum durch einen Durchgang in eine Tasche gedrückt wird. Ein selbsttätiges Verschieben der Formhälften beim Schrumpfen des thermoplastischen Materials ist nicht vorgesehen.

Beim Stand der Technik bestehen die Verfahren der Formgebung einer Linse aus CR-39 oder seinen Copolymeren in der Einführung des katalysierten Monomeren in flüssiger oder vorpolymerisierter Form zwischen zwei gläserne Linsen, welche durch eine T-förmige Dichtung voneinander entfernt sind und durch eine Druckeinrichtung zusammengehalten werden. Das Distanzstück der Dichtung kann nach den Krümmungen der beiden Linsen geformt sein, um ihre Abdichtung und den Abstand der Linsen zu gewährleisten, dabei ist es elastisch verformbar ausgebildet. Beim Erstarren des in flüssiger Form in den so geformten Hohlraum eingeführten katalytischen Monomeren entstehen starke dreidimensionale Schwindungen (14% bei dem Homopolymeren CR-39). Eine weitere Funktion der Druckeinrichtung besteht darin, das Distanzstück von den Linsen kontinuierlich zusammenzudrücken, und zwar um Verluste des flüssigen Monomeren aus der Form zu verhindern, während nachher nach der Gelstufe der ausgeübte Druck die Funktion hat, das Distanzstück zu verformen, um zu verhindern, daß dasselbe als Hindernis der Adhäsion zwischen Form und Polymeren wirkt. Die Abhäsion von Form und Polymeren ist nötig, um mögliche Brüche des Polymeren oder der Form zu vermeiden als Folge starker Spannungen, welche bei der Schrumpfung im Polymeren entstehen und um Luft- Durchsickerungen wenigstens an den wirksamen Flächen des Polymeren zu verhindern, welche die Polymerisation hemmen würden und so unbehebbare Schäden verursachen könnten.

Die so erzeugten Linsen aus CR-39 oder dessen Copolymeren können wegen Luftblasen unvollkommene Umfänge haben. Luftdurchgänge, auch nach der Gel-Stufe, verursachen Blasen und Hohlräume oder einen weichen Umfangsstreifen des Polymeren, sowie eine mögliche chemische Reaktivität zwischen dem die Dichtung bildenden Werkstoff und dem katalysierten Monomeren. Gemeinsam ist allen bekannten Verfahren folgendes:

• A) Der innere Hohlraum der Form ist durch den von der als Distanzstück wirkenden Zunge besetzten Raum vermindert.
• B) Da die Schwindung des Polymeren dreidimensional ist, erfolgt dieselbe auch am Umfang, wodurch der Durchmesser weiter verringert wird.
• C) Eventuelle Fehler am Umfang (Luftblasen, Lunker oder weicher Polymeren-Streifen) verringern zusätzlich den wirksamen Durchmesser.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein kostengünstiges und einfaches Verfahren der genannten Gattung zu schaffen, bei dem Hohlräume innerhalb des Gießraumes, die sich durch Schrumpfung des Polymeren ergeben, ausgeglichen werden, und dadurch ohne Beeinträchtigung des Linsen-Randes die Bildung von Lunkern und Luftblasen innerhalb der fertigen Linsen vermieden wird.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Mit einem derartigen Verfahren können Linsen hergestellt werden, die von hoher optischer Qualität sind. Das Merkmal a bedeutet, daß das Ausgleichen aus einem Kompensationsbehälter oder -raum erfolgt.

Die Anordnung eines Kompensationsraumes verhindert bei der Ausdehnung oder Schrumpfung des eingefüllten Kunstharzes das Eintreten von Luft in den Gießraum. Bei der Polymerisation des Kunstharzes dehnt dieses sich zunächst aus und die überschüssige Menge fließt in den Kompensationsraum, wobei die Formhälften in bezug aufeinander in unveränderter Stellung bleiben. Die anschließende geringfügige Schrumpfung wird durch den Kompensationsraum ausgeglichen. Bei der Umsetzung in die Gelstufe tritt eine plötzliche und sehr starke Schrumpfung auf, die durch gegenseitiges Verschieben der Formhälften, wie durch Merkmal b ermöglicht, kompensiert wird. Bei diesem Vorgang werden die Formhälften parallel aufeinander zu bewegt, wobei ein Lufteinsaugen in die Vorrichtung oder ein Ablösen der Linsen von den Formhälften verhindert wird.

Es erfolgt also eine kontinuierliche Kompensation der Schrumpfung des in Bildung befindlichen Polymeren. Dabei wird der Umstand ausgenützt, daß das Monomere nur teilweise und jedenfalls sehr langsam in Gegenwart von Luft polymerisiert, wobei es lange Zeit seine Fließfähigkeit behält.

Bei einem Ausführungsbeispiel, vergleiche Fig. 1-3, wurden zwei Glaslinsen als Formhälften im Inneren eines Rohres aus Polyäthylen oder anderem Material, das mit dem katalysierten Monomeren nicht reaktiv ist, gleitbar angeordnet. Der Durchmesser des Rohres wurde so gewählt, daß die Linsen auf Grund der Elastizität und Reibung in ihm im gewünschten Abstand gehalten wurden. Es zeigen:

1 = Rohr, 2 = Formhälften, 5 = katalysiertes Monomeres, 6 = Kompensationsbehälter.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung von Linsen oder anderen optischen Geräten durch Gießen aus katalysierten Monomeren, bei dem zwei aus Glas bestehende Formhälften in einem gewünschten Abstand voneinander innerhalb einer perimetralen Einfassung derart gehalten werden, daß die Formhälften die Innenwand der Einfassung unter Bildung eines Hohlraums abgrenzen,
das Monomere in den Hohlraum eingebracht wird, bis der Hohlraum vollständig gefüllt ist,
die Form bis zur Polymerisation des Monomeren einem Erwärmungsprozeß unterworfen wird, wobei nach Erreichen der Gelphase sich die Formhälften einander annähern, so daß die Formhälften und das Linsenmaterial in Kontakt bleiben,
und die fertiggestellte Linse aus den beiden Formhälften ausgeformt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß

• a) die Schwindung des sich bildenden Polymeren mittels außerhalb der Form vorhandenem katalysiertem Monomeren in Gegenwart von Luft ausgeglichen wird, das in den Hohlraum der luftfreien Form fließen kann, und
• b) das Halten der Formhälften in der Einfassung durch Reibung bewirkt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Monomer Diethylen-glycol-bis-allyl-carbonat verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Monomeren andere copolymerisierbare Monomeren zugefügt sind.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysator-Initiator Isopropylperoxid-dicarbonat vorgesehen ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als UV-Absorber 2-(2-hydroxyl-5-Methylphenyl)benzotriazol zugegeben ist.