DE60218709T2 - Verformte linse aus kunststoff und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Verformte linse aus kunststoff und verfahren zu deren herstellung Download PDF

Info

Publication number
DE60218709T2
DE60218709T2 DE60218709T DE60218709T DE60218709T2 DE 60218709 T2 DE60218709 T2 DE 60218709T2 DE 60218709 T DE60218709 T DE 60218709T DE 60218709 T DE60218709 T DE 60218709T DE 60218709 T2 DE60218709 T2 DE 60218709T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
lens
concave
thickness
convex
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60218709T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60218709D1 (de
Inventor
Nancy J. Waban GETTENS
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
StyleMark Inc
Original Assignee
Polaroid Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Polaroid Corp filed Critical Polaroid Corp
Application granted granted Critical
Publication of DE60218709D1 publication Critical patent/DE60218709D1/de
Publication of DE60218709T2 publication Critical patent/DE60218709T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/0074Production of other optical elements not provided for in B29D11/00009- B29D11/0073
    • B29D11/00846Producing zero power lenses
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/02Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/20Making multilayered or multicoloured articles
    • B29C43/203Making multilayered articles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/36Moulds for making articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/361Moulds for making articles of definite length, i.e. discrete articles with pressing members independently movable of the parts for opening or closing the mould, e.g. movable pistons
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00009Production of simple or compound lenses
    • B29D11/00413Production of simple or compound lenses made by moulding between two mould parts which are not in direct contact with one another, e.g. comprising a seal between or on the edges
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/02Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with incorporated heating or cooling means
    • B29C33/04Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with incorporated heating or cooling means using liquids, gas or steam
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/25Solid
    • B29K2105/253Preform
    • B29K2105/256Sheets, plates, blanks or films
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2011/00Optical elements, e.g. lenses, prisms
    • B29L2011/0016Lenses

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Eyeglasses (AREA)

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf geformte Kunststofflinsen und auf ein Verfahren zu ihrer Herstellung. Insbesondere betrifft die Anmeldung plastische Linsen, die im Wesentlichen keine optische Brechzahl, hohe Schlagfestigkeit und Abriebfestigkeit haben, sowie ein Verfahren zur Herstellung dieser Linsen, wobei während des Verfahrens eine konvexe Linsenoberfläche mit hoher Kratzfestigkeit in situ gebildet wird.
  • Gekrümmte lichtpolymerisierende Laminate, die als Linsen brauchbar sind und die eine Schicht aus einem molekular orientierten lichtpolariserenden Material zwischen einem Paar von Substratfolien enthalten, sind bekannt. Es ist bekannt, zusammengesetzte, lichtpolarisierende Linsen herzustellen, die eine Schicht aus einem polymeren Material von optischer Qualität auf jeder Seite eines geformten lichtpolarisierenden Elements enthalten. Die US-Patentschrift 3,940,304 beschreibt ein Verfahren, das die in situ-Polymerisation von Schichten aus polymerem Material von optischer Qualität in einer Form umfasst. Ein monomeres Material von optischer Qualität wird in eine Form gebracht, so dass beide Oberflächen des lichtpolymerisierenden Elements bedeckt sind, worauf erhitzt wird, um die Polymerisation des monomeren Materials zu bewirken, wodurch eine zusammengesetzte polymere lichtpolymerisierende Linsenstruktur gebildet wird.
  • Weiterhin ist bekannt, Linsen herzustellen, die praktisch keinen optischen Brechwert haben, indem eine zusammengesetzte Linse als Rohling in einer Form geformt wird. Beispielsweise beschreibt die US-Patentschrift 5,434,707 ein Verfahren zur Herstellung von geformten Kunststofflinsen, die praktisch keinen optischen Brechwert haben und ein Laminat aus einer lichtpolymerisierenden Schicht zwischen einem Paar von thermoplastischen Substratfolien darstellen. Nach diesem Verfahren wird der zusammengesetzte Linsenrohling in eine Form gebracht, die erhitzte gekrümmte Andruckplatten hat und erhitzt und gepresst, so dass die thermoplastischen Substratfolien verformt und fließfähig gemacht werden, mit dem Ergebnis, dass eine zusammengesetzte Linse erhalten wird, die praktisch keinen optischen Brechwert hat. Bei dem Verfahren werden linsenformende Andruckplatten benötigt, die bestimmte Krümmungsradien haben, wodurch beim Erhitzen und Pressen die Herstellung von Kunststofflinsen mit ungleichmäßiger Dicke, d.h. Linsen, die im zentralen Bereich am dicksten sind und deren Dicke radial zum Umfang hin abnimmt, ermöglicht wird. Obwohl nach den Verfahren der '707-Patentschrift Kunststofflinsen, die praktisch keinen optischen Brechwert und eine gute Haltbarkeit haben, erhalten werden, ist es nicht in allen Fällen vollkommen ausreichend.
  • Mit fortschreitendem Stand der Technik wurden Anstrengungen unternommen, neue Kunststofflinsen herzustellen, die neuen Leistungserfordernissen genügen und die einige der unerwünschten Eigenschaften von bekannten Werkstoffen nicht mehr besitzen.
  • Beispielsweise besteht für verschiedene Anwendungen wie für Sportveranstaltungen ein andauerndes Bedürfnis nach Kunststofflinsen mit hoher Schlagfestigkeit, die praktisch keinen optischen Brechwert besitzen. Die Herstellung von Kunststofflinsen mit hoher Schlagfestigkeit durch einfaches Formen eines Linsenrohlings aus Kunststoffmaterial mit hoher Schlagfestigkeit in einer Form ist jedoch nicht immer befriedigend, da derartige Werkstoffe mit hoher Schlagfestigkeit gewöhnlich starken optischen Beanspruchungen unterliegen und unter den Bedingungen der Erhitzung und der Druckanwendung, die zur Formung der Linse erforderlich sind, zur Bildung von Rissen neigen. Es wäre deshalb vorteilhaft, ein Verfahren zur Herstellung von geformten Linsen, die praktisch keinen optischen Brechwert und eine hohe Schlagfestigkeit haben und die zur Verwendung in Brillen geeignet sind, zur Verfügung haben. Es wäre auch vorteilhaft, geformte Linsen, die praktisch keinen optischen Brechwert und eine konvexe Oberfläche mit hoher Kratzfestigkeit haben, zur Verfügung zu haben.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es wurde nun festgestellt, dass geformte oder gekrümmte Kunststofflinsen, die praktisch keinen optischen Brechwert haben, erfindungsgemäß dadurch hergestellt werden können, dass durch in situ-Polymerisation eine Schicht eines optisch klaren polymeren Werkstoffs mit hoher Kratzfestigkeit auf der konvexen Oberfläche der Linse gebildet wird. Das erfindungsgemäße Verfahren wird in einer Form ausgeführt, die zwei erhitze gekrümmte Andruckplatten enthält. Eine passende Menge einer geeigneten polymeren Zusammensetzung, enthaltend ein Momomer oder ein Oligomer, wird auf die konkave Oberfläche einer Andrucklatte gebracht. Eine ebener Linsenrohling mit praktisch gleichmäßiger Dicke wird zwischen die Andruckplatten gelegt, die dann erhitzt und zusammengepresst werden. Die polymerisierbare Zusammensetzung wird zu gebracht, die konvexe Oberfläche der geformten Linsenstruktur zu bedecken und zu polymeriseren, um eine Schicht mit ungleichmäßiger Dicke zu bilden, die am dicksten im zentralen Bereich ist, und die einen Dickengradienten hat, der allmählich radial zum Umfang der Linse hin abnimmt.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der verwendete Linsenrohling eine Verbundstruktur, enthaltend eine Schicht aus lichtpolarisierendem Material zwischen mehreren thermoplastischen Substratschichten. Erfindungsgemäß werden also Linsen erhalten, die zur Verwendung in Sonnenbrillen geeignet sind.
  • Die so gebildete, vorteilhaft geformte Kunststofflinse, die auf einer Seite konvex und auf der anderen Seite konkav ist, hat praktisch keinen optischen Brechwert und erhält eine oder mehrere durchsichtige Schichten mit praktisch gleichmäßiger Dicke auf der konkaven Seite und auf der konvexen Seiten eine durchsichtige Schicht aus thermoplastischem Material mit einer hohen Kratzfestigkeit und einer ungleichmäßigen Dicke, wobei die Dicke dieser Schicht im zentralen Bereich der Linse am größten ist und die Dicke allmählich radial zum Umfang der Linse hin abnimmt. Die vorteilhafte Linsenstruktur gemäß der Erfindung hat also insgesamt eine ungleichmäßige Dicke, wobei die maximale Dicke der Linse im zentralen Bereich am größten ist und allmählich radial zum Umfang der Linse hin abnimmt.
  • Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zum Formen einer Kunststofflinse nach Anspruch 1 und einer Linse mit dem Brechwert Null nach Anspruch 7.
  • Das vorteilhafte Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht die Herstellung von Linsen mit einer hohen Schlagfestigkeit und einer konvexen Oberfläche mit hoher Kratzfestigkeit.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Zum besseren Verständnis der Erfindung sowie ihrer anderen Aufgaben und weiteren Merkmale wird auf die folgende ausführliche Beschreibung verschiedener bevorzugter Ausführungenformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen Bezug genommen. Es zeigen:
  • 1 eine teilweise schematische, seitliche Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Linsenrohlings, der zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Kunststofflinse, die praktisch keinen optischen Brechwert hat, verwendet werden kann;
  • 2 eine teilweise schematische Perspektivansicht einer Pressformvorrichtung, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist;
  • 3 eine teilweise schematische, seitliche Schnittansicht der in 2 erläuterten Vorrichtung, wobei die Durchführung eine Stufe eines erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt ist;
  • 4 eine teilweise schematische, seitliche Schnittansicht der in 2 erläuterten Vorrichtung, wobei die Stufe des Erhitzens und des Pressens nach dem erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt ist;
  • 5 eine teilweise schematische, seitliche Schnittansicht der in 2 erläuterten Vorrichtung, worin die Stufe der Entfernung der Linse nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gezeigt ist; und
  • 6 eine teilweise schematische, seitliche Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer geformten Kunststofflinse gemäß der Erfindung die praktisch keinen optischen Brechwert hat.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Wie vorstehend angegeben, ist die vorliegende Erfindung auf geformte Kunststofflinsen, die praktisch keinen optischen Brechwert haben, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung dieser Linsen gerichtet. Im Zusammenhang mit einer Kunststofflinse gemäß der Erfindung bedeutet die Bezugnahme auf eine Linse die prak tisch keinen optischen Brechwert hat, im allgemeinen ein Fehlen von Vergrößerung und Verkleinerung. Eine Linse hat also praktisch keinen optischen Brechwert, wenn der Brechwert so niedrig ist, dass er mit dem menschlichen Auge nicht erkennbar oder feststellbar ist oder wenn er innerhalb der Grenzen eines veröffentlichten industriellen Standards für Linsen ohne Brechwert liegt. Für die erfindungsgemäße Herstellung derartiger der Linsen ist es erforderlich, dass die linsenbildenden Andruckplatten gekrümmte Oberflächen mit vorbestimmten Radien haben, wodurch unter den erfindungsgemäß angewendeten Erhitzungs- und Druckbedingungen geformte Kunststofflinsen mit ungleichmäßige Dicke gebildet werden, wobei die Dicke im zentralen Bereich der Linse am größten ist und allmählich radial zum Umfang der Linse hin abnimmt. Die Krümmungsradien der Andruckplatten, die zur Bildung der konkaven bzw. konvexen Oberfläche der Linse gemäß der Erfindung verwendet werden, genügen einer wichtigen Beziehung, die nachstehend näher erläutert ist und die Voraussetzung dafür ist, den Linsen, die praktisch keinen Brechwert haben, erhalten werden.
  • Die Bedingungen zur Erzeugung der erfindungsgemäßen Linsen, die praktisch keinen optischen Brechwert haben, lassen sich besser verstehen durch Bezugnahme auf die mathematische Formel für die Hauptbrennweite (F) einer Linse mit der Dicke (t), wie sie im Handbook of Chemistry and Physics, 53, Auflage, 1972, veröffentlicht von der Chemical Rubber Company, Seite F-85 angegeben ist:
    Figure 00060001
    worin r1 und r2 die Kurvenradien der Linse und n den Brechungsindex bedeuten.
  • Im Falle einer Linse mit dem Brechwert Null wird F unendlich; in diesem Fall gilt: n(r1 + r2) = (n-1)t (II)
  • Unter der Annahme eines Brechungsindex (n) von 1,5 stehen die Kurvenradien (r1 und r2) mit der Dicke der Linse nach folgender Formel miteinander in Beziehung: r1 + r2 = t3 (III)
  • Wenn also ein Verbundlaminat mit einer Dicke von 2,54 mm (0,100 Zoll (100 Mils)) unter Verwendung einer Andruckplatte mit einer konkaven Oberfläche mit einem Krümmungsradius (r1) von 8,93 mm (3,514 Zoll) zu einer Linse geformt werden soll (um die konvexe Seite der Linse zu bilden) ergibt sich, dass die für die Bildung der konkaven Seite der Linse verwendete Andruckplatte eine konvexe Oberfläche mit einem Krümmungsradius (r2) von 68,42 mm (3,481 Zoll) hat.
  • Im Gegensatz dazu wird der optische Brechwert (P) einer Linse mit gleichmäßiger Dicke (T) bekanntlich durch die Formel
    Figure 00070001
    dargestellt, worin T in Metern ausgedrückt ist. Ist der Brechungsindex (n) = 1,5 und der nominale Brechwert (P), der gleich der Quadratwurzel aus dem Produkt der Brechwerte jeder einander gegenüberliegenden Oberfläche ist, sechs, dann gilt
    Figure 00070002
    und P = –48T (VI)
  • Es kann aus der Formel VI berechnet werden, dass P = –0,00122t (VII) ist, worin die Dicke (t) in mils ausgedrückt ist. Die Brechwerte (in Dioptrien) von Linsen mit unterschiedlicher Dicke können leicht nach der Formel VII berechnet werden; Beispiele für die Brechwerte von Linsen mit unterschiedlichen gleichmäßigen Dicken sind in TABELLE I angegeben, wobei die Brennweite in Metern ausgedrückt ist. TABELLE I
    t(mils) mm P (Dioptrien) Brennweite
    (30) 0,76 –0,0366 –27,3
    (45) 0,95 –0,0549 –18,2
    (60) 1,54 –0,0732 –13,66
    (75) 1,91 –0,0915 –10,93
    (90) 2,29 –0,1098 –9,11
    (100) 2,54 –0,1220 –8,20
  • Aus der Formel VII und aus den Werten von TABELLE I ergibt sich, dass eine Zunahme der Dicke einer Linse mit gleichmäßiger Dicke zu einer Zunahme des Brechwertes führt. Wenn also die Linsendicke erhöht wird, um verbesserte Eigenschaften, wie Starrheit und Haltbarkeit zu erzielen, ist dies von einer unerwünschten Zunahme des Linsenbrechwertes begleitet.
  • Die Erfordernisse für die linsenbildendenen Oberflächen von Andruckplatten, die für die Herstellung der erfindungsgemäßen Linsen, die praktisch keinen Brechwert und ungleichmäßige Dicken haben, sind besser verständlich, wenn man die Kurvenradien der zur Bildung von Linsen mit gleichmäßiger Dicke verwendeten Andruckplatten berücksichtigt. Beispielsweise kann eine "Zwiebel"-Linse mit gegenüberliegenden konvexen und konkaven Seiten und einer gleichmäßiger Dicke analog zu den konzentrischen Ringen eines Zwiebelschnitzels gesetzt werden. Jeder Zwiebelring mit der gleichen und gleichmäßigen Dicke wird durch konvexe und konkave Radien bestimmt. Diese Radien haben für jedes Schnitzel verschiedene Werte. Die entsprechenden Radien für jedes Schnitzel ändern sich auch mit dem Fortschreiten Verlauf der Ringe nach Außen auf die Zwiebeloberfläche. Durchsichtige Kunststoffstubstratwerkstoffe können in Analogie zu diesen Ringen zu Linsen mit gleichmäßiger Dicke geformt werden und die Anforderungen an die Kurvenradien der Andruckplatten können leicht in Analogie zu der Geometrie einer Zwiebel bestimmt werden. Derartige Linsen haben aber optische Brechwerte, die, wie vorstehend angegeben, mit der Dicke zunehmen.
  • Kunststofflinsen mit einer konvexen Oberfläche aus thermoplastischem Material mit hoher Kratzfestigkeit können erfindungsgemäß unter Verwendung von Andruckplatten mit unterschiedlichen vorbestimmten Kurvenradien und thermoplastischen Substratwerkstoffen sowie den Hitze- und Druck-Formbedingungen in Verbindung mit der Bildung einer Schicht mit ungleichmäßiger Dicke durch Polymerisation in situ hergestellt werden, wobei kein optischer Brechwert erzeugt und stattdessen die Bildung von Linsen mit ungleichmäßigen Gesamtdicken, die praktisch keinen optischen Brechwert haben, gefördert wird. Die speziellen Bedingungen für die Kurvenradien, die Anforderungen an die Werkstoffe und die Formbedingungen, die die Herstellung der erfindungsgemäßen Linsen ermöglichen, sind nachstehend im Einzelnen beschrieben.
  • Wie bereits gesagt, betrifft das erfindungsgemäße Verfahren im Allgemeinen die Bildung von geformten Kunststofflinsen mit ungleichmäßiger Dicke, die praktisch keinen optischen Brechwert haben, wobei eine Schicht mit ungleichmäßiger Dicke durch in situ-Polymerisation gebildet wird. So kann ein Linsenrohling, der zur Bildung der erfindungsgemäßen Linsen verwendet werden kann, im Allgemeinen eine planare Struktur haben, die eine praktisch gleichmäßig dicke Schicht oder Schichten aus (einem) thermoplastischen Werkstoff(en) enthält. Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachstehend anhand der bevorzugten Ausführungsform näher beschrieben, worin der für die Bildung der erfindungsgemäßen Linsen verwendete Linsenrohling eine Verbundstruktur dar stellt, die eine Schicht aus lichtpolymerisierendem Material zwischen Schichten aus thermoplastischen Substratwerkstoff enthält.
  • 1 zeigt eine Laminatstruktur 10 aus Schichten oder Folien 12, 14, 16 und 18, aus denen eine lichtpolarisierende Kunststofflinse gemäß der Erfindung gebildet werden kann. Die Schicht oder Folie 12 stellt ein molekular orientiertes lichtpolarisierendes Material dar, das die lichtpolarisierende Funktion der bevorzugten geformten Linse gemäß der Erfindung ergibt. Gewöhnlich erhält die lichpolarisierende Schicht 12 ein lineares molekular orientiertes dichroitisches Material mit einer Dicke im Bereich von (etwa 0,1 bis etwa 3 mils) etwa 0,0025 bis etwa 0,076 mm), vorzugsweise von (etwa 0,5 mils) etwa 0,0125 mm.
  • Ein bevorzugtes Material zur Verwendung als lichtpolarisierende Schicht 12 ist eine Schicht aus gestrecktem oder orientiertem Poly(vinylalkohol) mit einer Dicke von etwa 5 mils, das nach bekannten Verfahren mit einem dichroitischen Farbstoff, wie Iod, angefärbt ist. Ein derartiges polarisierendes Material ist zur Verbesserung der Stabilität vorzugsweise boratisiert. Geeignete polarisierende Schichten dieses Typs können nach Verfahren hergestellt werden, wie sie in der US-Reissue-Patentschrift RE. 23,297 und in der US-Patentschrift 4,166,871 beschrieben sind. Ein anderes polarisierendes Material ist eine gestreckte Poly(vinylalkohol)-Folie, die Polyvinylen als lichtpolarisierende Spezies enthalten kann, und die durch Behandlung mit Chlorwasserstoffsäuredampf in an sich bekannter Weise hergestellt werden kann. Vorzugsweise sind diese polarisierenden Materialen zur Verbesserung der Stabilität boratisiert. Geeignete lichtpolarisierende Materialien dieses Typs können nach Verfahren hergestellt werden, wie sie in der US-Patentschrift 2,445,555 beschrieben sind. Es können aber auch andere lichtpolarisierende Materialien verwendet werden. Verfahren zu ihrer Herstellung sind in den US-Patentschriften 2,237,567 , 2,527,400 und 2,554,850 angegeben.
  • Bei der Herstellung von Lichtpolarisatoren können eine oder mehrere Unterlagen oder Trägerfolien verwendet werden, um die Haltbarkeit und die Verarbeitungseigenschaften der lichtpolarisierenden Werkstoffe zu verbessern. Zu diesem Zweck können Unterlagefolien aus Celluloseacetat, Cellulosetriacetat, Celluloseacetat-Butyrat (CAB) oder aus anderen polymeren Werkstoffen verwendet werden. Es kann ein Klebstoff verwendet werden, um die gewünschte Bindung ohne die Ausbildung von Blasen, Trübungen oder andere sichtbaren Fehlern zu fördern. Geeignete Klebstoffe sind in der Technik bekannt.
  • Die Schichten 14 und 16 sind aus thermoplastischen Werkstoffen, die bis zur gewünschten Krümmung für die erfindungsgemäßen Linsen geformt werden können. Durchsichtige thermoplastische Harze, die für die Herstellung von optischen Elementen bekannt sind, können als Schichten 14 und 16 verwendet werden. Typische geeignete thermoplastische Werkstoffe umfassen Poly(methylmethacrylat), Polystyrol, Polycarbonat und thermoplastische Werkstoffe auf Cellulosebasis, wie Cellulosenitrat, Celluloseacetat, Cellulosetriacetat, Celluloseacetat-Propionat, Celluloseacetat-Butyrat und Ethylcellulose. Im Allgemeinen sind solche Werkstoffe geeignet, die durchsichtig sind und die eine gute Beständigkeit und Formbarkeit haben. Weiterhin ist es günstig, dass die Harzwerkstoffe der Schichten 14 und 16 eine niedrige Doppelbrechung und eine gute Hitze- und Feuchtigkeitsbeständigkeit haben. Die Schichten 14 und 16 aus harzartigem Material können aus den vorstehend erwähnten harzartigen Materialien ausgewählt werden, obwohl auch andere Materialien verwendet werden können. Es ist offensichtlich, dass die Formbarkeit oder Verarbeitbarkeit der harzartigen Materialien der Schichten 14 und 16 in Betracht zu ziehen ist, insofern als die erforderlichen Form- oder Linsenbildungsbedingungen (Temperatur und Druck) die physikalischen und optischen Eigenschaften des zwischen diesen Schichten befindlichen Lichtpolarisators beeinflussen können. So sind die Schichten 14 und 16 aus einem thermoplastischen Material, das erfindungsgemäß zu einer gekrümmten Linse formbar ist, ohne dass die Lichtpolarisatorschicht 12 abgebaut oder einem anderen schädlichen und unerwünschten Einfluss ausgesetzt wird.
  • Im Allgemeinen haben Poly(methylmethacrylat)-Harze eine gute Beständigkeit, Durchsichtigkeit und Verarbeitbarkeit, und die günstigen Eigenschaften und Grenzen von Poly(methyacrylat) und den anderen vorstehend genannten Werkstoffen, insoweit als es ihre Eignung für die Herstellung von optischen Elementen betrifft, sind bekannt und beispielsweise in den US-Patentschriften 4,986,641 und 5,043,405 beschrieben. Es können Homopolymere aus Methylmethacrylat und anderen Methacrylat-Polymeren, wie Norbornyl-Methacrylat verwendet werden, ebenso Methacryl-Copolymere, die sich wiederholende Einheiten aus Methylacrylat und anderen copolymerisierbaren Monomeren enthalten. Beispiele für derartige Homopolymere und Copolymere sind in den vorstehend erwähnten US-Patentschriften 4,985,648 und 5,043,405 angegeben.
  • Bevorzugte Materialien für die Schichten 14 und 16 sind Celluloseacetat-Butyrat und Polycarbonat. Celluloseacetat-Butyrat wird für die Verwendung in der Schicht 14 vorgezogen, da es einen niedrigen Belastungskoeffizienten hat. Polycarbonat ist ein bevorzugten Material für die Schicht 16 aufgrund seiner guten Schlagfestigkeitseigenschaften. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die Schicht 14 eine etwa (0,005 Zoll) 0,127 mm dicke Schicht aus Celluloseacetat-Butyrat, und die Schicht 16 ist eine etwa (0,015 bis 0,030 Zoll) 0,381 bis 0,762 mm dicke Schicht aus gefärbten Polycarbonat. Die Färbung kann durch Einbau von sichtbaren Farbstoffen in die Schicht 16 durchgeführt werden, um Kontraste und ästhetische Wirkungen zu erzeugen. Alternativ und bevorzugt enthält der Linsenrohling eine etwa (0,015 bis 0,030 Zoll) 0,381 bis 0,762 mm dicke klare Polycarbonatschicht 18. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform enthält die konkave Oberfläche der Linse vorzugsweise einen harten Überzug oder eine Schicht mit hoher Kratzfestigkeit, da Polycarbonat gewöhnlich leicht zerkratzt wird. Vorzugsweise verwendet man eine klare Polycarbonatschicht mit einer harten Überzugschicht als Schicht 18.
  • Die Schichten 14, 16 und 18 können jeweils aus einer oder mehreren Schichten zusammengesetzt sein. Gute Ergebnisse können erhalten werden, wenn eine Einzelschicht für jede der Schichten 14, 16 und 18 verwendet wird. Im Allgemeinen zieht man es vor, dass die Schicht 16 und die ggf. vorhandene Schicht 18 eine größere Dicke als die Schicht 14 haben. Eine Dickendifferenz ermöglicht es, dass das lichtpolarisierende Material 12 in der Linse 50 (7) näher an der konvexen Oberfläche der Linse als an der konkaven Oberfläche angeordnet werden kann. Es ist vorteilhaft, dass die Schicht aus lichtpolarisierendem Material 12 möglichst nahe an der konvexen Oberfläche der Linse angeordnet ist, so dass das Material, durch das das Licht gehen muss, bevor es auf das lichtpolarisierende Material auftrifft, möglichst wenig Gelegenheit hat, die Absorption von polarisiertem Licht zu stören. Anders gesagt, soll das Material, durch das das Licht vor dem Auftreffen auf das lichtpolarisierende Material hindurchgeht, keine nennenswerte Doppelbrechung haben. Weiterhin bringt die Verwendung einer oder mehrerer Schichten mit einer Dicke, die größer ist als die der äußeren Schichten, eine größere Verarbeitungsbreite, z.B. bezüglich der Temperatur- und Druckbedingungen, die beim Formen der Linsen angewendet werden können, ohne das ein nachteiliger Einfluss auf die physikalische Integrität und die optischen Eigenschaften des Lichtpolarisators 12 auftritt. Die fakultative Schicht 18 kann entweder die gleiche Dicke wie die Schicht 16 oder aber eine andere Dicke haben.
  • Bei einer besonders bevorzugten erfindungsgemäßen geformten Linse ist die Schicht 14 eine etwa (0,005 Zoll) 0,127 mm dicke Schicht aus Celluloseacetat-Butyrat, die Schicht 16 eine etwa (0,015 Zoll) 0,381 mm dicke Schicht aus gefärbten Polycarbonat und die Schicht 18 eine etwa (0,030 Zoll) 0,762 mm dicke Schicht aus klarem Polycarbonat mit einer harten Überzugsschicht, d.h. einer Schicht aus einem Material mit hoher Kratzfestigkeit auf der äußeren Oberfläche.
  • Wie vorstehend angegeben, können die Schichten des Linsenrohlings mit Hilfe von Klebstoffen aneinander geklebt werden. Zu diesem Zweck können verschiedene Klebstoffe verwendet werden, vorausgesetzt dass sie im Wesentlichen durchsichtig sind und ein schleierfreies Laminat, das frei von Blasen und anderen, nicht akzeptierbaren und sichtbaren Fehlern ist, ergibt. Die entsprechenden Schichten 14, 16 und, falls vorhanden, 18, können, falls gewünscht, verschiedene Zusätze für bekannte und vorbestimmte Effekte enthalten. Es können Stabilisatoren, wie UV-Licht-Absorber, Antioxidantien, Formablösemittel, Schmiermittel, oberflächenaktive Mittel und Elastomere vorhanden sein. Farbstoffe, wie graue, gelbe, blaue oder andere Farbstoffe können ebenfalls verwendet werden, um eine Linse mit einer gewünschten Dicke oder Farbe zu erhalten. Die Schicht 16 oder 18, falls vorhanden, kann eine abriebfeste Schicht oder einen Überzug enthalten, um die Beständigkeit der konkaven Oberfläche der Linsen gegenüber Kratzern und Abrieb zu verbessern. Eine solche Schicht kann beispielsweise ein hitzehärtendes vernetztes polymeres Material sein.
  • Die in 1 dargestellte Laminatstruktur, aus der eine lichtpolarisierende Linsenstruktur, wie sie in 6 dargestellt ist, hergestellt werden kann, kann in verschiedener Weise hergestellt und verwendet werden. Beispielsweise können einfache Rohlinge mit der in 1 dargestellten Struktur geformt und anschließend zu einer gewünschten Linse geformt werden, wobei jeder Rohling durch Laminierung von vorgeschnittenen Komponenten 12, 14, 16 und 18 mit quadratischer, runder, elliptischer oder einer anderen Form hergestellt wird. Diese Rohlinge können unter Hitze und Druck zu einer erfindungsgemäßen Linse geformt werden, und ihre Ränder können in an sich bekannter Weise abgeschliffen werden, damit sie in Brillengestelle passen. Vorzugsweise kann eine Verbundstruktur mit begrenzter oder endloser Länge nach einem kontinuierlichen oder halbkontinuierlichen Verfahren geformt werden, wobei Bahnen oder Stücke von thermoplastischem Folienmaterial an die gegenüberliegenden Seiten einer lichtpolarisierenden Schicht geklebt werden. Aus der Laminatstruktur können dann unter Verwendung einer Schneidevorrichtung, z.B. einer Sage, eines Messers, eines Lasers usw. einzelne Rohlinge geschnitten werden. Das Schneiden kann jederzeit vor dem Formen mit einer Vorrichtung, z.B. einer Pressformvorrichtung, erfolgen.
  • Die einzelnen Rohlinge können vor dem Formen vorbehandelt werden. Beispielsweise können Linsenrohlinge mit bestimmten Abmessungen, die für die jeweilige Formvorrichtung geeignet sind, erhitzt und unmittelbar oder nach weitgehender Abkühlung in die Formvorrichtung gebracht werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren, nach welchem Linsen, die praktisch keinen optischen Brechwert haben, geformt werden, ist nachstehend in Verbindung mit den 2 bis 5 beschrieben.
  • Die Formung kann mit Hilfe einer Vorrichtung des in 2 dargestellten Typs erfolgen. Die Vorrichtung enthält konkave Andruckplatten 24, konvexe Andruckplatten 26, Mittel zum Antrieb der Andruckplatten zur Ausübung bzw. Wegnahme eines Druckes und Mittel zum abwechelnden Erhitzen und Kühlen der Andruckplatten während jedes Druckausübungsintervalls.
  • Die konkave Andruckplatte 24 enthält ein Glaselement 28 mit einer glatten konkaven Formoberfläche 30, einen Stempel 32, der operativ mit einer geeigneten Antriebseinrichtung verbunden ist, eine Fluidkammer 33, eine Fluideintrittskupplung 34 und eine Fluidaustrittskupplung 36.
  • Die konvexe Andruckplatte enthält ein Glaselement 38 mit einer konvexen Formoberfläche 40, eine feste Halterung 42, eine Fluidkammer 43, eine Fluidseintrittskupplung 44 und eine Fluidaustrittskupplung 46.
  • Wie vorstehend erörtert, haben die konkave bzw. konvexe Formoberfläche 30 bzw. 40 verschiedene Krümmungsradien, die im Wesentlichen der durch die Formel II ausgedrückten Beziehung entsprechen.
  • Die Antriebseinrichtung enthält eine geeignete Anordnung von hydraulichen Kolben und Zylinder 47, die operativ mit der Andruckplatte verbunden sind, um diese zu bewegen, damit sie auf die Andruckplatte 26 einen Druck ausübt bzw. den Druck wegnimmt.
  • Die Heiz- und Kühleinrichtung für beide Andruckplatten enthält ein Dreiwegeventil 49, eine Heizfluidleitung 51, eine Kühlfluidleitung 53 und eine Fluidzuleitung 55, die eines der Dreiwegeventile mit jeder Flüssigkeitszuleitungskupplung 34 bzw. 44 der Andruckplatten 24 bzw. 26 verbindet.
  • Nach 3 wird eine laminierte Linsenrohlingsstruktur 22 in die konkave Andruckplatte 24 gebracht, so dass die verhältnismäßig dünne Folie 14 der konkaven Andruckplatte 24 zugewandt ist, wodurch die lichtpolarisierende Schicht relativ nahe an die konkave Andruckplatte kommt. Auch auf der glatten, konkaven Formoberfläche der Andruckplatte 24 befindet sich ein Volumen einer polymerisierbaren Zusammensetzung, die ein Monomer oder ein Oligomer und einen Polymerisationsinitiator enthält. Im Allgemeinen wird das Volumen der polymerisierbaren Zusammensetzung 57 dadurch bestimmt, dass eine ausreichende Bedeckung der Oberfläche des Linsenrohlings 22 erhalten wird; es ist eine Funktion der Krümmung und der Größe der Linse. Gewöhnlich ist ein Volumen von etwa 0,1 bis etwa 0,8 ml der polymerisierbaren Zusammensetzung ausreichend. Wie vorstehend erörtert wurde, bildet die polymerisierbare Zusammensetzung 57 unter der Einwirkung von Hitze und Druck durch die Formvorrichtung eine Schicht mit ungleichmäßiger Dicke auf der konvexen Oberfläche der Linse, so dass eine Linse, die praktisch keinen optischen Brechwert hat, erhalten wird.
  • Jedes geeignete Monomer oder Oligomer, das erfindungsgemäß einen optisch klaren, dauerhaften, kratzfesten, hochschlagfesten polymeren Film mit ungleichmäßiger Dicke bildet, kann verwendet wer den. Typische geeignete monomere oder oligomere Materialien umfassen beispielsweise Acrylate, Methacrylate, Urethane, Amine und anorganische Materialien, wie z.B. Polysiloxane. Die polymerisierbare Zusammensetzung kann ein einziges Monomer oder Oligomer oder ein Gemisch derselben enthalten. Es kann jeder geeignete Polymerisationsinitiator verwendet werden. Die polymerisierbare Zusammensetzung kann auch andere Zusätze mit bekannten und vorbestimmten Wirkungen enthalten. Vorzugsweise werden Elastomere, wie z.B. Nitrocellulose oder Cellulosescetat-Butyrat, eingebaut, um ein Reißen der aus der polymeren Zusammensetzung gebildeten Schicht mit ungleichmäßiger Dicke zu verhindern. Eine erfindungsgemäß besonders bevorzugte polymerisierbare Zusammensetzung ist ein Gemisch aus Tetraethylenglykol-Methacrylat- und Dipentaerythrit-Pentacrylat-Monomeren. Die polymerisierbaren Zusammensetzung enthalten vorzugsweise einen Inhibitor, wie Hydrochinon.
  • Die Polymerisation des monomeren oder oligomeren Materials kann nach jeder geeigneten Polymerisationsmethode, beispielsweise durch Polymerisation mit freien Radikalen, kationische Polymerisation, Ultraviolett-Polymerisation und thermische Aushärtungspolymerisation erfolgen. Vorzugsweise wendet man die Polymerisation mit freien Radikalen an.
  • Erfindungsgemäß werden die konkave und die konvexe Andruckplatte unter Druckausübung zusammengebracht wie es in 4 dargestellt ist, um die laminierte Linsenrohlingsstruktur 22 unter der kombinierten Einwirkung von Hitze und Druck in eine geformte Struktur zu bringen, und um eine Schicht mit ungleichmäßigen Dicke aus der polymerisierbaren Zusammensetzung zu bilden, wobei eine geformte Linse 50 (6), die praktisch keinem optischen Brechwert hat, erhalten wird. Die Schicht mit ungleichmäßiger Dicke ist dadurch gekennzeichnet, dass die größte Dicke im zentralen Bereich der Schicht liegt, wodurch eine Linse 50 erhalten wird, deren größte Dicke ebenfalls im zentralen Bereich der Linse liegt.
  • Die Größe des Druckes, der in jedem speziellen Fall aufgebracht wird, hängt von der Art der Linsenrohlingstruktur, z.B. des Linsenrohlings 22, insbesondere von der Art der thermoplastischen Materialien in der Linsenrohlingstruktur sowie von den Temperaturen der Formoberflächen 30 und 40 ab. Im Falle einer Verbundstruktur, enthaltend einen Lichtpolarisator des vorstehend beschriebenen bevorzugten Typs, der zwischen Folien aus Celluloseacetat-Butyrat und Polycarbonat laminiert ist, können Drücke im Bereich von etwa (250 bis etwa 800 lbs/in2) 1724 bis 5516 Kilopascal pro Linsenfläche aufgebracht werden. Ein bevorzugter Druck beträgt etwa (425 lbs/in2) 2930 kPa.
  • Während, wie beschrieben, Druck auf die Laminatstruktur 22 ausgeübt wird, werden die Andruckplatten erhitzt, indem heißes Wasser durch die Kammern 33 und 43 der Andruckplatten 24 bzw. 26 geleitet wird. Die Oberflächen 30 und 40 werden ständig ausreichend erhitzt, um die Verformung der Polarisatorschicht 12 und der thermoplastischen Schichten 14 und 16 sowie der Schicht 18, falls vorhanden, sowie die Anpassung der Oberfläche der Schicht 16 oder der Schicht 18, falls vorhanden, an die Formoberfläche 40 der Andruckplatte 26 als auch die Anpassung der Oberfläche der Schicht 14 an die Schicht mit ungleichmäßiger Dicke aus dem erfindungsgemäß in situ gebildeten polymeren Materials und die Anpassung der äußeren Oberfläche der Schicht mit ungleichmäßigen Dicke an die Formoberfläche 30 der Andruckplatte 24 zu bewirken.
  • Die Anwendung von Hitze und Druck ist also aureichend, um die Verformung des Linsenrohlings 22 zu bewirken, so dass eine Oberfläche des Rohlings der Formoberfläche 40 der Andruckplatte 26 und die äußere Oberfläche der Schicht mit ungleichmäßiger Dicke aus schlagfesten oder erfindungsgemäß in situ gebildeten polymeren Material der Formfläche 30 der Andruckplatte 24 angepasst sind, wobei auch die äußere Oberfläche des Linsenrohlings der inneren Oberfläche der Schicht mit ungleichmäßiger Dicke angepasst ist.
  • Die Anwendung von Bedingungen, die ausreichen, um die Verformung des Linsenrohling und die Polymerisation der polymerisierbaren Zusammensetzung bei gleichzeitiger Bildung einer Schicht aus hoch schlagfestem Material mit ungleichmäßiger Dicke gewährleistet, dass die erfindungsgemäß hergestellte Linse insgesamt eine ungleichmäßige Dicke hat.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann zur Herstellung von Linsen angewendet werden, die verhältnismäßig dick sind und die vorzugsweise die Haltbarkeit haben, die mit dieser Dicke verbunden ist. Erfindungsgemäß können Linsen mit stark variierenden Dicken hergestellt werden. Das Verfahren ist besonders geeignet für die Herstellung von verhältnismäßig dicken Linsen, die bei einer gleichmäßigen Dicke einen unakzeptablen hohen optischen Brechwert hätten. Das Verfahren ist besonders brauchbar für die Herstellung von Linsen, die praktisch keinen optischen Brechwert und eine Dicke von etwa (50 mils) 1,27 mm oder mehr, beispielsweise von etwa (50 bis 150 mils) 1,27 bis 3,81 mm, haben.
  • Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Linsen ist es zweckmäßig, eine Andruckplatte 24 mit einer Formoberfläche 30 zu verwenden, die der vorbestimmten Krümmung der zu bildenden konvexen Seite der Linse entspricht. Es ist offensichtlich, dass die konvexe Oberfläche der Schicht 60 (6) die gegen die Formoberfläche 30 gebildet wird, die äußere Oberfläche der Linse 50 (6) darstellt. Ein geeigneter Krümmungsradius für die Formoberfläche 30 zur Bildung einer konvexen Linsenoberfläche beträgt (3,514 Zoll) 9,26 mm.
  • Unter Verwendung der Formel III, die zur Berechnung des Krümmungsradius geeignet ist, der für Linsen, die praktisch keinen Brechwert haben, erforderlich ist, und unter der Annahme, dass der Krümmungsradius der Formoberfläche 30 (r1)(3,514 Zoll) 89,26 mm ist, kann der Krümmungsradius der gegenüberliegenden Linsenoberfläche (und der Andruckplatte) für die Herstellung einer Linse mit einer beliebigen Nenndicke bestimmt werden.
  • TABELLE II zeigt für verschiedene, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellbare Linsen, die Krümmungsradien für die konvexen und konkaven Formoberflächen, die Dicken im Zentrum, die Randdicken, die Dioptrien und den optischen Brechwert. TABELLE II
    konvexe Radien (inch) mm konkave Radien (inch) mm Dicke im Zentrum (inch) mm Randdicke* (inch) mm Dioptrien optischer Brechwert (Dioptrien)
    (3,514) 89,26 (3,494) 88,7 (0,060) 1,54 (0,057) 1,45 6 -0,001
    (3,514) 89,26 (3,486) 88,4 (0,075) 1,91 (0,071) 1,80 6 -0,001
    (2,633) 66,9 (2,613) 66,4 (0,060) 1,54 (0,053) 1,35 8 -0,001
    (2,633) 66,9 (2,605) 63,5 (0,075) 1,91 (0,067) 1,70 8 -0,001
    • *Rand bedeutet 1,5 Zoll vom Zentrum der Linse.
  • Die Temperatur- und Druckbedingungen, die zur Verformung des Linsenrohlings und zur Polymerisation der polymerisierbaren Zusammensetzung bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Linsen ausreichend sind, bewirken, dass die fertigen Linsen den Krümmungsradien der Formoberflächen der Andruckplatten angepasst sind. Die zur Verformung des Linsenrohlings und zur Polymerisation der polymerisierbaren Masse zwecks Bildung der Schicht mit ungleichmäßiger Dicke erforderliche Temperatur hängt von der chemischen Zusammensetzung der polymeren Materialien ab. Bei Verwendung von Celluloseacetat-Butyrat- und Polycarbonat-Folien betragen die Formtemperaturen etwa (150°F bis etwa 200°F) 65,6°C bis 93,3°C. Eine bevorzugte Formtemperatur beträgt (170°F) 76,7°C über 70 Sekunden.
  • Die Temperaturen der Formoberflächen der Platten können, wie vorstehend beschrieben, durch Hindurchleiten von heißem und kaltem Wasser, eingestellt werden. Die Andruckplatten werden vorzugsweise vorerhitzt, d.h. bevor der Linsenrohling dazwischengelegt wird, und werden über einen Heizzyklus, der ausreichend ist, um die gewünschte geformte Linse zu bilden, auf die erfor derliche Formtemperatur erhitzt. Beispielsweise können die Formoberflächen der Abdruckplatten bei Celluloseacetat-Butyrat und Polycarbonat-Materialien etwa 20 Sekunden auf etwa (170°F) 76,7°C vorerhitzt werden, bevor der Linsenrohling in die Form gelegt und die Form während des Erhitzens etwa 20 Sekunden geschlossen gehalten wird. Die Formoberflächen werden dann auf die erforderliche Formtemperatur erhitzt, indem heißes Wasser durch die Andruckplatten geleitet und die Temperatur über eine bestimmte Zeit, z.B. etwa 70 Sekunden, die für die gewünschte Bildung der Linse ausreicht, gehalten wird. Dann wird die Temperatur der Formoberflächen 30 und 40 erniedrigt, indem eine Kühlflüssigkeit, z.B. verhältnismäßig kühles Wasser in die Kammern 33 und 43 der Andruckplatten geleitet wird. Die Kühlflüssigkeit wird über einen bestimmten Zeitraum, z.B. etwa 50 Sekunden, durch die Andruckplatten geleitet, bevor die Presse geöffnet wird.
  • Heißes Wasser wird durch die Leitung 51 zu den Andruckplatten geleitet und das verhältnismäßig kühle Wasser wird durch die Leitung 53 geleitet. Während des Heizzyklus öffnet das Ventil das Ventil 49 einen Verbindungsweg zwischen der Leitung 51 und der Zuleitung 55, und schließt die Leitung 53. Andererseits öffnet während des Kühlzyklus das Ventil einen Verbindungsweg zwischen der Leitung 53 und der Zuleitung 55 und schließt die Leitung 51. Der Übergang vom Heizzyklus zum Kühlzyklus erfolgt durch Betätigung des Ventils 49, wobei kaltes Wasser mit heißem Wasser vermischt wird, bis das heiße Wasser vollständig durch das kalte Wasser ersetzt ist. Der Übergang vom Kühlzyklus zum Heizzyklus wird durch Umkehrung dieses Vorgangs bewirkt.
  • Nach dem Kühlen werden die Andruckplatten 24 und 26 getrennt, um den Druck auf die geformte Linse wegzunehmen und ihre Entfernung zu ermöglichen, wie es in 5 dargestellt ist. Die geformte Linse kann an einer der Formoberflächen haften; in diesem Fall kann sie durch einen Druckluftstrom, der durch die Luftdüse 48 zugeführt wird, entfernt werden.
  • 6 erläutert eine geformte lichtpolarisierende Linse 50, die auf der durch die konvexe Andruckplatte 26 gebildeten Seite konkav ist und die auf der durch die konkave Andruckplatte 24 gebildeten Seite konvex ist. Man erkennt eine Schicht 60 mit ungleichmäßiger Dicke, die eine hohe Kratzfestigkeit hat und die die konvexe Oberfläche der Linse 50 bildet.
  • Unter Verwendung der in 2 dargestellten Vorrichtung und unter Anwendung der vorstehend beschriebenen Druck- und Temperaturbedingungen können geformte Linsen, die praktisch keinen optischen Brechwert, aber eine konvexe Oberfläche aus kratzfestem und schlagfestem Material haben, in vorteilhafter Weise hergestellt werden. Selbstverständlich können aber auch andere Vorrichtungen und Änderungen der Prozessbedingungen, z.B. Heiz- und Kühlzyklen, angewendet werden, was von den jeweils in den Linsenrohlingen vorhandenen Materialien und von der polymerisierbaren Zusammensetzung abhängt.
  • Obwohl die Erfindung im Hinblick auf verschiedene bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt; der Fachmann erkennt, dass Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, die innerhalb des Rahmens der beigefügten Ansprüche liegen.

Claims (12)

  1. Verfahren zur Herstellung einer Kunststofflinse (50), welche auf einer Seite konvex und auf der anderen Seite konkav ist und ihre maximale Dicke im zentralen Bereich der Linse (50) aufweist und ihre Dicke in radialer Richtung zum Umfang oder der Außenfläche der Linse (50) hin stufenweise verringert, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Bereitstellen eines Linsen-Rohlings (10) mit einer im Wesentlichen gleichmäßigen Dicke, welcher mindestens eine Schicht (12, 14, 16, 18) aus einem thermoplastischen Werkstoff aufweist; Anordnen dieses Linsen-Rohlings (10) zwischen gegenüberliegenden konkaven und konvexen Andruckplatten (24, 26) zur Bildung von konvexen bzw. konkaven Oberflächen auf diesem Linsen-Rohling (10), wobei die konkave Andruckplatte (24) ein Volumen (57) einer polymerisierbaren Zusammensetzung fasst, welche ein Monomer oder ein Oligomer auf deren Formgebungsfläche (30) aufweist, und wobei der Krümmungsradius der konvexen Andruckplatte (26) und der Krümmungsradius der konkaven Andruckplatte (24) jeweils der folgenden Gleichung entsprechen;
    Figure 00230001
    Erwärmen und Zusammendrücken der Andruckplatten (24, 26), wobei der Linsen-Rohling (10) dazwischen angeordnet ist, wobei das Erwärmen und Zusammendrücken ausreicht, um den Linsen-Rohling (10) zu verformen und um zu bewirken, dass eine Polymerisation des Volumens (57) der polymerisierbaren Zusammensetzung stattfindet, um eine Schicht (60) ungleichmäßiger Dicke auf der konvexen Oberfläche auf dem verformten Linsen-Rohling (10) bereitzustellen, wobei die Schicht (60) ungleichmäßiger Dicke eine maximale Dicke in ihrem zentralen Bereich aufweist und ihre Dicke in radialer Richtung zum Umfang oder der Außenfläche der Schicht (60) hin stufenweise verringert, wobei auf diese Weise eine geformte Linse (50) gebildet wird, welche auf einer Seite konkav und auf der anderen Seite konvex ist, wobei die Linse (50) ihre maximale Dicke in ihrem zentralen Bereich aufweist und in radialer Richtung zur Außenfläche der Linse (50) stufenweise abnimmt; und Entnehmen der geformten Linse (50) aus der Anordnung zwischen den Andruckplatten (24, 26).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Linsen-Rohling (10) eine Schicht (12) aus einem lichtpolarisierenden Werkstoff aufweist, welcher zwischen einer Schicht (14) aus thermoplastischem Werkstoff und einer weiteren Schicht (16, 18) aus thermoplastischem Werkstoff angeordnet ist und mit diesen Schichten verschweißt oder verbunden ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (14) aus thermoplastischem Werkstoff Celluloseacetat-Butyrat (CAB) oder Cellulosetriacetat enthält und dass die weitere Schicht (16, 18) aus thermoplastischem Werkstoff Polycarbonat enthält, und dass die weitere Schicht (16, 18) die konkave Oberfläche der Linse (50) bildet.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (14) aus thermoplastischem Werkstoff Celluloseacetat-Butyrat (CAB) oder Cellulosetriacetat enthält und dass die weitere Schicht (16, 18) aus thermoplastischem Werkstoff eine farbige Schicht (16) aus Polycarbonat sowie eine klare oder durchsichtige Schicht (18) aus Polycarbonat enthält, welche eine Außenschicht aus einem hochkratzfesten Werkstoff aufweist, und dass die klare oder durchsichtige Schicht (18) aus Polycarbonat die konkave Oberfläche der Linse bildet.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtpolarisierende Schicht (12) näher an der konvexen Oberfläche der Linse (50) angeordnet ist als an der konkaven Oberfläche der Linse (50).
  6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die polymerisierbare Zusammensetzung der Schicht (60) ungleichmäßiger Dicke ein Gemisch aus Tetraethylenglykol-Dimethacrylat und Dipentaerythrit-Pentacrylat aufweist.
  7. Geformte Kunststofflinse (50), welche auf einer Seite konvex und auf der anderen Seite konkav ist und im Wesentlichen keinen optischen Brechwert aufweist, wobei die Linse eine erste Schicht (12, 14, 16, 18) aus einem thermoplastischen Polymerwerkstoff und eine zweite Schicht (51) aus einem thermoplastischen Polymerwerkstoff mit Hochkratzfestigkeit aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (12, 14, 16, 18) aus thermoplastischem Polymerwerkstoff im Wesentlichen gleichmäßig dick ist und die konkave Seite der Linse (50) bildet, und dass die zweite Schicht (60) eine maximale Dicke in ihrem zentralen Bereich aufweist, sich die Dicke in radialer Richtung zum Umfang oder zur Außenfläche der Schicht hin stufenweise verringert und die Schicht die konvexe Seite der Linse (50) bildet.
  8. Geformte Kunststofflinse (50) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (12, 14, 16, 18) der Linse (50) eine Schicht (12) aus lichtpolarisierendem Werkstoff aufweist.
  9. Geformte Kunststofflinse (50) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (12, 14, 16, 18) eine Schicht (14) aufweist, welche Cellulosetriacetat oder Celluloseacetat-Butyrat (CAB) sowie eine weitere Schicht (16, 18) bestehend aus Polycarbonat aufweist, wobei die Schicht (12) aus lichtpolarisierendem Werkstoff zwischen der Schicht (14) bestehend aus Cellulosetriacetat oder Celluloseacetat-Butyrat und der weiteren Schicht (16, 18) bestehend aus Polycarbonat angeordnet ist und die konkave Seite der Linse (50) bildet.
  10. Geformte Kunststofflinse (50) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (16, 18) aus Polycarbonat eine farbige Schicht (16) aus Polycarbonat sowie eine klare oder durchsichtige Schicht (18) aus Polycarbonat mit einer Außenfläche aus hochkratzfestem Werkstoff, welche eine konkave Oberfläche der Linse (50) bildet, aufweist.
  11. Geformte Kunststofflinse (50) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (12) aus lichtpolarisierendem Werkstoff näher an der konvexen Seite der Linse (50) angeordnet ist als an der konkaven Seite der Linse (50).
  12. Geformte Kunststofflinse (50) nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht (60) eine polymerisierbare Zusammensetzung aufweist, welche vorzugsweise ein Gemisch aus Tetraethylenglykol-Methacrylat- und Dipentaerythrit-Pentacrylat-Monomeren enthält.
DE60218709T 2001-09-28 2002-09-26 Verformte linse aus kunststoff und verfahren zu deren herstellung Expired - Lifetime DE60218709T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US966179 2001-09-28
US09/966,179 US6746631B2 (en) 2001-09-28 2001-09-28 Shaped plastic lenses and method for making the same
PCT/US2002/030653 WO2003028987A2 (en) 2001-09-28 2002-09-26 Shaped plastic lenses and method for making the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60218709D1 DE60218709D1 (de) 2007-04-19
DE60218709T2 true DE60218709T2 (de) 2008-03-06

Family

ID=25511019

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60218709T Expired - Lifetime DE60218709T2 (de) 2001-09-28 2002-09-26 Verformte linse aus kunststoff und verfahren zu deren herstellung

Country Status (6)

Country Link
US (2) US6746631B2 (de)
EP (1) EP1429913B1 (de)
JP (1) JP2005504999A (de)
AT (1) ATE355962T1 (de)
DE (1) DE60218709T2 (de)
WO (1) WO2003028987A2 (de)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7128415B2 (en) * 2003-04-30 2006-10-31 Polylite Taiwan Company, Ltd Method of forming polarized or photochromic lenses by fusing polycarbonate with other plastic materials
US7940459B2 (en) * 2007-02-26 2011-05-10 3Form, Inc. Formable fused polymer panels containing light refracting films
US8183033B2 (en) * 2007-03-23 2012-05-22 Bioinnovations Oy Methods for preparing and performing analyses
US7775659B2 (en) * 2007-04-13 2010-08-17 Nesty Gary W Sunglass lens
US7784939B2 (en) * 2008-04-15 2010-08-31 Ohkei Optical Co., Ltd. Polarizing lens for sunglasses and method of shaping the same
WO2012078197A1 (en) * 2010-01-22 2012-06-14 Oakley, Inc. Eyewear with three-dimensional viewing capability
CN102782565A (zh) * 2010-01-22 2012-11-14 奥克利有限公司 用于3d眼镜的镜片
EP2699953B1 (de) 2011-04-15 2019-03-27 Safilo S.P.A. Gekrümmte linsen und entsprechende verfahren
ES2959431T3 (es) * 2011-04-15 2024-02-26 Safilo Spa Procedimiento de formación de lentes curvas
CN103703393B (zh) 2011-04-15 2016-12-07 宝丽来眼镜有限公司 曲面镜片及相关方法
CA2843737C (en) * 2011-08-02 2018-10-16 3M Innovative Properties Company A multilayer film comprising a layer comprising thermoplastic polyurethane and cellulose ether
KR101784126B1 (ko) 2011-08-02 2017-10-10 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니 그래픽 용품
CN114859444B (zh) * 2022-05-06 2024-03-19 西安交通大学 一种硫系玻璃红外复眼的制备方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US23297A (en) * 1859-03-22 Filtee
USRE23297E (en) 1950-11-28 Sheetlike light-polarizing complex
US2237567A (en) 1939-05-04 1941-04-08 Polaroid Corp Light polarizer and process of manufacturing the same
US2445555A (en) 1945-04-16 1948-07-20 Polaroid Corp Light-polarizing polyvinyl sheet containing polyvinyl compoundboric acid complex
US2527400A (en) 1947-07-16 1950-10-24 Polaroid Corp Melamine-formaldehyde-surfaced cellulose derivative lamination for polarizers
US2554850A (en) 1948-06-18 1951-05-29 Polaroid Corp Heat resistant light-polarizing polyvinyl borate film containing borax
US3560076A (en) * 1967-06-01 1971-02-02 Polaroid Corp Curved laminated light polarizing device
US3940304A (en) 1972-05-02 1976-02-24 Polaroid Corporation Method of making composite light-polarizing element
US4166871A (en) 1977-06-29 1979-09-04 Polaroid Corporation Iodine stained light polarizer
US5043405A (en) 1988-01-07 1991-08-27 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Methacrylic copolymer having low moisture absorption properties
US4985648A (en) 1988-07-26 1991-01-15 Matsushita Electric Industrial Co. Ltd. Switching output circuit with high speed operation and low power consumption
NL8901245A (nl) 1989-05-19 1990-12-17 Philips Nv Retrofokus objektieflens en optische aftastinrichting voorzien van een dergelijke lens.
US5434707A (en) 1993-09-14 1995-07-18 Polaroid Corporation Shaped plastic light-polarizing lens and method of making same
US5751481A (en) * 1996-04-05 1998-05-12 Polaroid Corporation Laminar light-polarizing lens blank for producing prescription lens
US6319433B1 (en) * 1999-09-14 2001-11-20 Invicta Corporation Composite ophthalmic lens remolding system for forming a lens therein
JP2002192554A (ja) * 2000-12-22 2002-07-10 Yasunobu Nakakoshi ポリウレタン偏光レンズの成型製造法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2003028987A3 (en) 2003-08-14
EP1429913B1 (de) 2007-03-07
US6746631B2 (en) 2004-06-08
ATE355962T1 (de) 2007-03-15
US7042641B2 (en) 2006-05-09
WO2003028987A2 (en) 2003-04-10
US20040227995A1 (en) 2004-11-18
US20030071965A1 (en) 2003-04-17
EP1429913A2 (de) 2004-06-23
JP2005504999A (ja) 2005-02-17
DE60218709D1 (de) 2007-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU678612B2 (en) Shaped plastic light-polarizing lens and method of making same
DE60218709T2 (de) Verformte linse aus kunststoff und verfahren zu deren herstellung
DE69632249T2 (de) Herstellung optischer elemente
DE69006533T2 (de) Blendfreie polarisierende Platte aus Polycarbonat.
DE69914031T2 (de) Giessform für opthalmische Linsen, Verfahren zur Herstellung dergleichen, und Verfahren zur Herstellung von opthalmischen Linsen mit der Giessform
US5805336A (en) Optical lens blank with polarizer aligned between plastic birefringent sheets
DE1772535A1 (de) Lichtpolarisationsvorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung
DE60215946T2 (de) Verfahren zur ubertragung von einer beschichtung auf eine oberfläche eines linsnhalbzeugs
US5751481A (en) Laminar light-polarizing lens blank for producing prescription lens
DE2760153C2 (de) Verfahren zur Herstellung von Kontaktlinsen
DE69333398T2 (de) Verfahren zur herstellung von torischen, sphärischen oder asphärischen, multifokalen oder progressiven kontaktlinsen
DE3007572C2 (de) Fotochromatische Brillenlinse aus organischem Werkstoff
DE2143877A1 (de) Verfahren zum Herstellen von optisch polarisierenden Augengläsern und Linsen aus organischem Material, sowie nach diesem Verfahren hergestellte optisch polarisierende Brillengläser und Linsen
DE3712146A1 (de) Verfahren zum herstellen eines optischen bauteils
DE60122565T2 (de) Photochromische artikel und verfahren zu ihrer herstellung
EP2709843B1 (de) Mehrschichtverbunde mit verbesserten physikalischen eigenschaften
DE4327123C2 (de) Optisches Element, wie beispielsweise ein Rückprojektionsschirm für eine Bildanzeigeeinrichtung und Verfahren zur Herstellung derselben
DE69826857T2 (de) Ophthalmische kompositlinse
DE2321886A1 (de) Verfahren zur herstellung von lichtpolarisierenden kunststofflinsen und dafuer geeignete form
DE2729385A1 (de) Verfahren zum herstellen einer thermoplastischen linse vermittels verformen in fester phase
DE2321885C2 (de) Polarisierende, mehrschichtige Brillenlinse
DE602004011922T2 (de) Verfahren zur Herstellung von Polazisierten oder Photochromischen Linsen durch das Verbinden von Polykarbonat und anderen Kunststoffen
DE2118906A1 (en) Synthetic plastic correction lenses
DE2029098A1 (de) Verfahren zum Herstellen von opti sehen Linsen aus Diathylenglykol bis Allyl karbonat
DE102008014498A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Silikonkontaktlinse mit hydrophiler Oberfläche

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: STYLEMARK INC., ORMOND BEACH, FLO., US