JPH04505219A - 光学プラスチックおよびその製造方法 - Google Patents
光学プラスチックおよびその製造方法Info
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- JPH04505219A JPH04505219A JP2500374A JP50037490A JPH04505219A JP H04505219 A JPH04505219 A JP H04505219A JP 2500374 A JP2500374 A JP 2500374A JP 50037490 A JP50037490 A JP 50037490A JP H04505219 A JPH04505219 A JP H04505219A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
光学プラスチックおよびその製造方法
関連出願の参照
本出願は本発明者の第269,457号出願(1988年11月9日出願)の一
部継続出願である。
発明の分野
本発明は光学プラスチックに関し、さらに詳しくは、優れた光学特性、表面硬度
、強度、耐衝撃性、被覆に対する適合性を有するプラスチック接眼用(opht
halmic)レンズのための組成物、製造方法および製品に関する。
発明の背景
現在では、コスト、重量、強度および加工に対する配慮から、多くの眼鏡用レン
ズおよび他の光学製品が合成樹脂から作製されている。それらが正確な曲率に高
純度で成型可能であれば、感温性、屈折率および分光特性が極度に厳格でないす
べての部品として光学グラスチックを用いうる。このような目的に最もよく用い
られる樹脂はポリカーボネートであり、これは、長い歴史を有するガラス技術に
よりガラスから作製するより低コストで、製造装置により仕上げまたは半仕上げ
状態に成型もしくは注型されうる。プラスチックは優れた耐衝撃性を有しており
、それらは耐摩耗性についてはガラスに劣るけれども今日では硬質薄膜被覆を用
いることによりこの欠点は克服される。
合成樹脂から眼鏡レンズを注型するに当たり満足させなければならない特別な必
要条件が存在する。この必要条件は非常に厳格であり、その結果、プラスチック
眼鏡レンズ市場が特定の処方により支配されることとなった。この注型仕上げ製
品は単に透明かつ視認可能な着色がないばかりでなく、不純物、気泡および縞が
存在してはならない。この材料は注型工程に用いられるモールドおよびガスケッ
トを劣化させt;す、これらと不適合であってはならない。それらは、上述のよ
うな問題を通常引き起こし得る製造上の条件に対して比較的低い感受性を有する
必要がある。
多くの場合は、眼鏡レンズ素材は特定の曲率を有する凸(外側)表面を有する肉
厚半仕上げ形態に注型される。次いで、内側(凹面)が研削および研磨されるこ
とにより、所望の光学的規格に望まれるレンズ厚および必要な曲率に形成される
。次いで、この材料は、仕上げ用表面または研磨用材料に接着または目詰まりを
生じさせることなく仕上げ工程を遅延させない条件で研磨処理される。現在では
、外形(contour)を形成し仕上げを行うために5段階工程が用いられて
いる。この工程が短縮!れるならば、光学仕上げ作業(1aboratorie
s)における実質的な利益が得られる。
さらに、硬度、強度、および耐衝撃性をある一定レベルで満足する必要がある。
例えば、この材料(コ最低限の一定の高さから標準スチールポールを落とした場
合にひび割れすることなく耐え得る硬度および強度を有する必要がある。衝撃が
生じた場合に適正限界の安全性を有するように、切欠き脆性に対する耐性が高い
必要がある。
プラスチック接眼用レンズの製造における問題点の例は内部(undsr+yi
ng)レンズ材料の屈折率に関係する。プラスチック材料は低密度であり比較的
低い屈折率を有する。プラスチックレンズの屈折率は最も広範l;用いられるガ
ラスレンズに近い値もしくはそれを越える値でなければならない。屈折率が比較
的低い(例えば、1,5を下回る)場合は、高度の矯正のためには厚いレンズが
必要となる。
一定の矯正のためにより肉薄でより軽量のレンズを実現するために、現在では約
1.55を越える屈折率を有する材料が模索されている。
しかしながら、レンズの厚さを低減する際においても、適切な範囲の安全性を維
持するためには改良された機械的な特性が通常必要とされる。
また、眼鏡レンズの用途のためには、この材料には使用可能な耐摩耗性被覆(そ
れらの数種類は今回用いられる)に適合し、強固に結合する特性が必要とされる
。これらの材料は広範囲の色について着色可能な被覆を受容可能であることが好
ましい。一般に、プラスチックレンズはポリカーボネート、ポリエチルメタクリ
レート、およびボリアリルジグリコールカーボ不一トのような種々の従来のプラ
スチック材料から作製されてきた。これまでの何十年かは、眼鏡レンズを作製す
るために用いられる主要な光学プラスチックはrCR−39J(PPGインダス
トリーズ社のポリカーボネート)であった。
この材料は、強度、屈折率、硬化時間、加工臨界性(processing c
riticality)および被覆および着色材料に対する適合性のような光学
特性に関してすべての重要な必要条件を好適に満足させる。しかしながら、長年
の改良にも拘わらず、この材料のコストは比較的高く、屈折率は中程度に過ぎず
、そして加工工程においては比較的長時間の硬化時間が必要であり、実質的な収
縮が生じる。
ポリカーボネートよりも低コスト材料きしてアクリルおよびポリエステルがここ
数年来検討されている。例えば、米国特許!3,265.763号、同第3,3
91,224号、および同第3,513゜224号には、ポリエステル樹脂を用
いる注型眼鏡レンズの試みが記載されている。例えば、米国特許第3.391.
224号では、主成分としてエステル化反応生成物を用い、これと共に5〜約2
0重量%のメチルメタクリレート、および5重量%を下回る量のスチレンを用い
ることにより、接眼用レンズJこ適する熱硬化製品を形成することが提案されて
いる。このエステル化反応生成物はメチルメタクリレートと混合され、さらにブ
レンドされた後に、1.5部の過酸化ベンゾイルで触媒される。昇温下の注型セ
ル中における17時間を越える硬化の後に、研削可能な光学レンズが得られる七
記載されている。しかしながら、硬度、耐衝撃性、または屈折率の値は記載され
ていない。
眼鏡レンズに適する特性のバランスを達成するための試みとしてポリエステルお
よびアクリルを用いることがシェール(S herr)の米、国特許第3.51
3.224号に記載されている。この特許より教示される組成物の主成分はフマ
ル酸とトリメチレングリコールとネオペンチルグリコールとのエステル化生成物
、これと共に用いられる12〜18%のスチレン、8〜12%のエチレングリコ
ールジメタクリレート、およびこれらの混合後に添加される好適な触媒である。
スチレンは屈折率を増大させるために用いられる。しかしながら、高密度の架橋
を形成する傾向が生じ、それ故、エチレングリコールジメタクリレートにより脆
性を緩和し、耐衝撃性を補助している。
この組成物は注型レンズに適すると記載されているけれども、これは60℃にお
いて16時間、次いで100℃において90分、そして最後に135°Cまで漸
進的に加熱する必要がある。得られるレンズが有するバーコル(Barcol)
硬度は31に過ぎず、屈折率は1゜5248であり、今日の基準を満足しない。
さらに、必要とされる加熱時間および程度が大きすぎる。
上に列挙した特許と比べてより最近の一般的な試みが眼鏡レンズ用ポリエステル
注型材料に関して報告されている。耐衝撃性が不十分であるとう点でこれらは明
らかに失敗である。可撓性の増大による強度を増大させる試みは理解できるけれ
ども、そのように処方を変化させて得られる材料では外形形成および研磨が著し
く困難となる。この製品は現在では市場から姿を消している。しかしながら、現
在では約1.56の屈折率のポリエステルベース光学化合物が市販により提供さ
れている。
高屈折率材料に関する当該技術分野の現在の状況は雑誌オプティカル・インデッ
クス(Optical I ndex)、5月2日、1988年の「優れた製品
を誘導するための高屈折率競争(The High Index Raceis
on to Introduce 5uperior Products)J
という標題のに、エンゼル(K、 Angel)による記事(p、24)に総括
されている。この記事では、高性能、複数焦点および高度矯正レンズに用いられ
る肉薄軽量レンズがさらに要求されつつあることが記載されている。
比較的高コストであることが、rcR−39J以外に眼鏡レンズ用に改良された
光学プラスチックを探索する唯一の理由である。「CR−39Jは硬化の際に実
質的に収縮するので、この材料に用いるレンズ注型装置の多くは、一時に1個ま
たは2個のレンズしか形成しないという方法によりこの収縮に対応している。ま
た、硬化サイクルが長いので、加工および設備投資コストが増大される。長期間
の保存のためには、rCR−39Jおよびその触媒は非常に低温に保存しなけれ
ばならない。なぜなら、室温においてはそれらは経時的に爆発性となるからであ
る。また、この塩基性ポリカーボネート系は非常に反応性に富み、アルカリ触媒
を必要とするので、徐々にしかしながら絶え間なくモールド、保存容器、および
他の関連材料を劣化させる。このことはモールドの寿命が限られ、定常的に交換
する必要性が生じ、さらにコストが上昇することを意味する。
プラスチック眼鏡レンズの注型においては、樹脂は間隔を置いて配置されt;ガ
ラスまたは金属モールド面の間に導入され、非反応性もしくは実質的に非反応性
の弾性ガスケントもしくは保持リングにより、注型ポリマーはほぼその外形どう
りに封入される。し!二がって、この材料は気泡またはボイドが生じることなく
好適な一定時間安定に流動状態である必要がある。この材料が硬化する際は、一
般に昇温下であり、収縮に対応させるために一方または両方のダイに圧力を印加
し、これと共に、寸法変化に対応させてリングガスケットを特徴する特許文献の
例は数多くあり、米国特許第3,316゜000号、同第3.240,850号
、同第3,605,195号、同第3,211,811号、同第3,240,8
54号、同第3,422゜168号、同第3,070,846号、同第3,05
6.1613号、同第3.109,696号、同第4.191.717号、同第
4.227゜950号、同第4.197,266号、同第4,251,474号
、同第4,257,988号、同第4,279.401号、同第4.273゜8
09号および同第4,284,591号が包含される。
rCR−39Jを用いる今日最も一般的な眼鏡レンズ注型は上述の収縮およびこ
の問題を制御するために個々に独立したモールドを使用することに基づいている
。しかしながら、複数のモールドで同時にレンズを注型する試みがなされており
、米国特許第3.871.610号、同第3.806.079号、同第3,87
1,803号および同第3,423,488号に記載されている。一般の工程で
は未だに大部分が1個または2個モールドの装置を用いているので、上記文献の
装置により高効率で製造することに成功したという結果は知られていない。それ
にも拘わらず、好適な収率で高品質な製品が得られるならば複数モールド注型装
置の使用による潜在的な利点は明らかである。
眼鏡を着用する人々のかなりの部分は標準矯正レンズを用いる。
単一レンズ矯正の約50%は限られた数の曲率に依存するものである。このよう
な使用者にとっては、重賞が保たれる限りにおいては所望の規格Jこレンズが直
接注型されれば実質的なコストを押さえることが可能となる。しかしながら、現
在入手可能な材料では温度、圧力および樹脂の種類を非常に厳密に制御しなけれ
ばならず、所望の曲率に注型する!こめには問題が多すぎる。
光学製品注型用樹脂系の保存および加工特性は得られる製品特性と同様の重要性
を有する。粘度、強度、または耐久性を変化させるためjこ樹脂系に多くの化学
添加成分を用いうる事実により、すべての最終的な目標が達成されていないこと
が意味される。ポリマー樹脂系中にスチレンが多量に配合されることにより組成
物が流動性となり、重合に際して架橋が生じうる。スチレンが増量される場合は
、屈折率に著しい増大は見られない。しかしながら、スチレンが増大されること
により脆性が増大され、発熱反応が促進される傾向が生じ、破壊および被覆の退
色という結果が生じる。したがって、高い耐衝撃強度、切欠き脆性に対する高い
耐性、短い硬化時間、優れた注型特性および良好な仕上は特性を保ちながら屈折
率を増大させることが重大な問題を解決するためにめられている。
当然のことながら、シングル−ビジョン用として優れた特性を有する光学プラス
チックはマルチ−ビジョンガラス(2焦点および3焦点)用としても好適に用い
られる。さらに、それらは単色または多色光焦点レンズ系のような他の光学装置
にも用いられる。非球面レンズおよびハエの目しンスのような複雑な曲率用のプ
ラスチックとしての可能性も良く認識される。さらに、高屈折率材料の光学特性
によりプリズム、多面体(multi−faceted bodies)および
フレネルレンズのような他の用途に用いる可能性が生じる。
発明の要旨
我々は、不飽和ポリエステル樹脂二以下の式(1)または(II)に示す構造の
七ツマ−
HA
C寓O
C式中、AはC1〜1.アルキノ呟RはC1〜、アルキル、mは1〜6の数、お
よびnは1〜12の数を表す];必要に応じて用いられるビニルモノマー;およ
びフリーラジカル重合触媒の組み合せから有用な高屈折率を有するプラスチック
接眼用レンズが作製されることを見いだした。この組成物は優れた注型特性を示
し、好ましい高屈折率、低比重、および高耐衝撃性を有する硬質光学製品を提供
する。屈折率はl、56の範囲であり、この製品は優れた光学透明性を有してお
り、そしてこの処方物は実質的に収縮することなく短時間で硬化する。硬質で高
強度であるにもかかわらず、この注型物は固着もしくは接着特性を示すことなく
研磨される。したがって、レンズ作製装置により外形形成が可能であり、現在の
操作と比較して実質的に平頭な所望の滑らかさに連続的に容易に研磨することが
できる。この組成物は適切に保存される場合は安定であり、モールドおよびガス
ケット材料と実質的に非反応性である。したがって、モールドの寿命は増大され
、重合が抑制されない。このような利点にもかかわらず、同様の用途に用いられ
る現在使用可能な最も優れた樹脂系と比較して必要とされるコストは実質的に低
い。さらに、耐摩耗性を付与するための硬質被覆を良好な接着性で設けることが
可能であり、得られる製品は従来の染料により着色可能である。
好ましくは、この七ツマ−は6〜12重量部のフェノキシエチルアクリルエステ
ルを含有し、その結果として得られる光学および物理特性はベースポリエステル
ビヒクルに著しく依存する。さらに、加工条件が安定であるので、比較的短時間
の硬化により高収率で得られる。ある用途には、ペースポリマー樹脂ビヒクルお
よびフェノキシエチルアクリルニスチルモノマーに適当な割合でメチルメタクリ
レートが混合される。
安定でしかしながら短時間の高収率注型工程は、この組成物をモールド中で室温
注型することにより行われ、表面硬度が形成されるまで加圧状態で室温において
ゲル化が進行する。次いで、この注型工程においては、硬化が実質的lこ完了す
るまで加圧下において1ステージ加熱または2ステージの連続加熱が行われる。
この加熱はレンズの厚さlこ依存して約40〜150分間行われる。1ステージ
硬化の後には、モールドから取り出したこの注型製品を昇温下において後硬化さ
せ得る。
2ステージ硬化工程の例においては、注型装置は約110〜120″Fに約30
分間加圧下で力1(l黙され、ついで、硬化が実質的に完了するまで170〜2
00’Fに約1時間加圧下で加熱される。ついで、注型製品はモールドから取り
出され、後硬化工程は必要とされない。この2ステージ硬化サイクルはオーブン
中または水浴中のいずれかで行われる。このタイプの硬化操作は湾曲した肉厚レ
ンズに特に有用である。
lステージ硬化工程においては、注型装置は、まず室温でゲル化され、上述のよ
うに軽く圧力が印加される。ついで、このモールド固定装置および注型装置はオ
ーブン中または液浴中で5.8〜6゜7psiにおいて40〜50分間120〜
150’Fに加熱される。または、漸進的に増大される圧力の下で60〜120
分間170〜200°Fに加熱される。モールド圧は印加される力とモールド面
積により決定される。注型装置が120〜150’F程度にしか加熱されない場
合は、最終硬度を得るために、典型的には、モールドから取り出した後に後硬化
が行われる。
本発明による注型系および注型法では、シート形態またはスタック形態で同時に
複数個のレンズ素材を製造することが可能である。
スタック注型装置では、複数個の独立したモールドが整列状態もしくは通常ゲー
トにおいて組み立て可能であり、各モールド間には圧力伝達材料が設けられる。
このスタックを時間に対する好ましいプロファイルで加圧するために軸方向の力
を印加する装置が用いられ、ついで、このスタックは硬化を完了させるためにオ
ーブン中に置かれる。シート注型法では、モールドを均一に加圧するための手段
(例えば、伸長可能ブラダ−)を包含する、フレームアッセンブリ中の複数ウェ
ブ相互結合モールド、および、通常の注入口およびゲル化が完了する前に泡を除
去する目的で設けられた注入口を通してモールドが充填された後にこの組成物を
加熱するための手段、が用いられる。
本発明の組成物および工程は重合工程の間に硬質被覆化合物を仕上げ光学表面に
設けるために特に適する。そのt;めには、UV硬化性化合物の層をモールドの
表面上に被覆し、2〜8秒間紫外線露光することにより部分硬化させる。レンズ
材料が注型される場合に上述のよう←こゲル化および重合が生じ、この被覆は樹
脂表面に強固に化学的に接着する。モールドから取り出すに当って、用いられる
被覆の種類に依存して、この被覆をさらにUV露光することにより完全硬化させ
る。
本発明による注型工程および組成物は寿命が比較的短時間である。
しかしながら、実質的に種々に異なる容積および形態の注型装置においても生成
熱による不安定性の問題は生じない。硬化温度が適用される前のゲル化条件によ
り最大発熱エネルギーが散逸される。この工程および組成物は、両面が規定の曲
率に形成されており端部仕上げのみを必要とする半仕上げレンズ素材または仕上
げ薄型眼鏡レンズを注型するために使用可能である。
図面の簡単な説明
本発明をさらに理解するために添付の図面に関連して以下のように説明する。
図1は複数のレンズ素材を注型するための本発明による第1系の模式図とブロッ
ク線図とを組み合わせた図;図2は図1の系における複数のレンズ素材を加圧す
るだの部品の部分分解斜視図;
図3は図2の部品の横断面図;
図4は図1〜4の配列に用いるスペーサーの断片図;図5は図1の系に用いる本
発明による1個のレンズ素材性をモールドの部分分解斜視図;
図6は本発明によるレンズ素材のシート注型用の第2系の部分分解斜視図:
図7は図6の装置の横断面図:
図8は図6および7の装置の拡大断片図;および図9は図18よび2に示される
型の加圧注型系を用いる本発明による液体浴硬化系の斜視図およびブロック線図
の組み合わせである。
図10は機械的に調整可能な加圧手段を用いる複数のレンズをスタック注型する
ための固定装置の斜視図である。
発明の詳細な説明
我々は、不飽和ポリエステル樹脂、エチレン性不飽和芳香族エステルモノマー、
必要に応じて用いられるビニルモノマー、およびフリーラジカル重合触媒の組み
合わせを包含する本発明のプラスチック接眼用レンズを見出した。この合成樹脂
組成物は、外形が形成された光学モールド中でこの樹脂系を注型することにより
成型される。
不飽和ポリエステル
本発明による不飽和ポリエステルは飽和もしくは不飽和のジカルボン酸と多価ア
ルコールとの反応によって誘導される。
エチレン性の炭素−炭素二重結合を少なくとも1個有するα、β−不飽和ジカル
ボン酸としては、マレイン酸、フマール酸、イタコン酸、ントラコン酸、メコン
酸並びにこれらの酸無水物、低級アルキルエステルおよび酸ハロゲン化物が例示
される。
飽和ジカルボン酸もしくはそのエステル形成性誘導体としては次のものが例示さ
れる:脂肪族ジカルボン酸、例えばコ/\り酸、アジピン酸、アゼライン酸およ
びセバシン酸等、芳香族ジカルボン酸、例えば、テレフタール酸、フタール酸、
イソ7タール酸およびオルト7タール酸、これらの酸の無水物、これらの酸の低
級アルキルエステル、これらの酸の酸ハロゲン化物。
好適な多価アルコールはジオール、例えばエチレングリコール、プロピレングリ
コール、ジエチレングリコール、ブチレングリコール、トリメチレングリコール
、ジエチレングリコールおよびポリ(エチレングリコール)等である。
プロピレングリコール、無水フタール酸および無水マレイン酸との反応によって
得られるポリエステル呟例えば、ソヒオ・エンジニヤリング・マテリアルズ社(
S ohio E nginsering MaterialsCo、 )のシ
ルマー・ディビジョン(S ilmar Division)から市販されてい
るrs40」を用いるのが最も好ましい。あるいは、好ましいポリマーベースは
、無水マレイン厳、無水オルト7タール厳およびグロビレングリコールを含んで
いてもよく、この種のポリマーとしては、アッシュランド・ケミカル社(Ash
land Chemical Co、 )の市販品[アロポール(Aropol
)1.: −2506−15J等が例示される。
本発明において利用するベースポリエステル樹脂系は分子量1500〜5200
(平均分子量2470)、ブルックフィールド粘度440 cps/ 25°C
1および液状形態での屈折率約1.5412を有する。より高いグレードの市販
のポリエステル樹脂生成物を用いることによって、適当な非着色性(白さ)、清
澄性および物理的特性が得られるので好ましい。硬化による収縮率が約6%より
も小さいポリエステル系が好ましい。硬化された樹脂のパーコール(Barco
l)硬度は、温度や個々の原材によっても左右されるが、典型的には約40〜4
3である。未硬化ポリエステル樹脂系の貯蔵寿命は25℃で約4カ月間であり、
約5℃で貯蔵するときには無期限である。ポリニスチル樹脂の値段は1ポンドあ
たり約0.70ドルである。不飽和ポリエステル樹脂、例えば前述のrS−40
Jや「アロポールし−2506−15J等は、該賞脂を用いることによって得ら
れる清澄性、低コストおよびその他の諸特性の観点から、主要なポリエステル樹
脂として好ましいものである。
上述のベースポリエステルの外に、眼科用のプラスチックレンズ、組成物には、
任意の可撓性ポリエステルを含めてもよい。前述のように、可撓性ポリエステル
は、不飽和もしくは飽和ジカルボン酸とグリコールとの反応によって製造される
。可撓性ポリエステルは、スチレンを約5%以下含有するベースポリエステル樹
脂(即ち、「S40」の場合と同じ配合処方によって調製してもよく、あるいは
無水フタール酸にエチレングリコールとジエチレングリコールを反応させること
によって製造してもよい。可視性のポリエステルは、ベースポリエステル樹脂の
場合と同じアルキッドを用いることにょって調製するのが好ましい。ポリエステ
ルに予めプロモート処理(p−repromote)に付したスチレンを配合す
ることによって可撓性のポリエステル樹脂を調製してもよい。
可撓性ポリエステル樹脂は、一般に、ベースポリエステルと同等の分子量を有し
、そのブルックフィールド粘度は約400 cps/ 25℃である。好ましい
可撓性不飽和ポリエステル樹脂は、「D−658」(前記のシルマー・ディビジ
ョンの市販品)である。ベースポリエステルが剛性と脆性を有する場合には、可
撓性ポリエステルが配合されている。例えば、「S40」ベースポリエステル樹
脂系lこは可撓性樹脂rD658.+が約18%配合されているが、[アロポー
ルL−2506−15Jには配合されていない。
エチレン性不飽和エステルモノマー
本発明による眼科用レンズ組成物は、ポリエステル樹脂と共に、エチレン性不飽
和エステルを含有する。本発明による眼科用レンズ組放物lこ有用な不飽和エス
テルには、芳香族もしくは脂肪族の不飽和エステルが含まれる。不飽和ポリエス
テルが架橋されるエチレン性不飽和上ツマ−はアクリル酸やメタクリル酸のエス
テルを含んでいてもよい。
有用なエチレン性不飽和エステルモノマーは次式(I)または<n>で表わされ
るものである:
(式中、AはC3〜12アルキル基を示し、Rは01〜.アルキル基を示し、m
は1〜6の数を示し、nは1<12の数を示す)本発明による眼科用レンズ組成
物に使用できるアクリレートモノマーには、メチルアクリレート、メチルメタク
リレート、フェノキシエチルアクリレート、フェノキシエチルメタクリレート、
メトキジエチルメタクリレート、メトキシエチルアクリレート、エトキシエチル
メタクリレートおよびエトキンエチルアクリレート等が含まれる。アクリレート
モノマー類は当該分野において間知である。
本発明に用いる好ましい不飽和エステルモノマーには芳香族のエチレン性不飽和
エステルが含まれる。有用な高屈折率と優れた注型特性を有する眼科用レンズ組
成物は、2−フェノキンエチルメタクリレート、例えば、「サルドアー(SAR
TOMER) 340j(サルトマー社の市販品)を用いることによって得られ
る。アクリルエステル「サルトマー340」は分子量206、屈折率1.511
および比f(1,0687を有し、25℃では約6カ月間貯蔵でき、5℃では無
期限に貯蔵可能である。
低屈折率が許容される場合には、メチルメタクリレートとフェノキンエチルメタ
クリレートを、眼科用レンズ組成物中において、ポリエステル樹脂と併用しても
よい。本発明に使用でさるメチルメタクリレートとしては、ジメチルアミノプロ
ピルメタクリルアミド(DMAPMAXバージニア・ケミカルズ社(Vergi
nia Chemicals。
Inc、)の市販品)およびメタクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウム
クロリド(MAPTACXバージニア・ケミカルズ社の市販品)等が例示され
る。
メチルメタクリレートは、危険な性質を有さないので、所望の割合(通常は約1
重量部)の触媒と予め混合し、周囲温度下で使用時まで貯蔵することができる。
予混によって、混合と重合を改良することが可能となる。
エチレン性不飽和芳香族エステルを不飽和ポリエステル組成物に配合する場合に
は、組成物の粘度が低減するので、系の注型特性が改良される。
ビニル七ツマ一
本発明による眼科用プラスチックレンズ組成物には、ポリエステル樹脂とアクリ
ルエステルの外に、不飽和ポリエステルの二重結合に対して高い反応性を示す七
ツマ−も配合される。しかしながら、この種の七ツマ−の配合量は、大部分の市
販のポリエステル樹脂系における配合量よりも少なくするのが一般的である。何
故ならば、この種の七ツマ−を多量に配合すると、最終生成物の脆性を高める傾
向かあるからである。
共重合性七ツマ−としては次のものが例示される:エチレン、プロピレン、イン
ブチレンおよび他のσ−モノオレフィン:スチレン型のモノビニル芳香族化合物
、例えばスチレン、メチルスチレン、エチルスチレンおよびタロロスチレン:ア
クリル酸;メタクリル酸;ジアリルマレエート、ジアリルフタレート、トリアリ
ルメリテート、エチルアクリレート、メチルメタクリレート、イソプロピルメタ
クリレート、ジメチルイタコネート、エチレングリコールジメタクリレート、ジ
エチレングリコールアクリレートおよび他の不飽和エステル:アクリルアミド、
メタクリルアミド、アクリロニトリルおよびメタクリロニトリル:ビニルクロリ
ド:並びにその他のアクリル酸誘導体およびメタクリル酸誘導体等。
本発明による眼科用レンズ組成物に配合するビニル七ツマ−としては、重合性ス
チレンを用いるのが好ましい。ポリエステル樹脂組成物にはスチレンモノマーが
約25〜40%配合される。スチレンモノマーは予めプロモート処理に付しても
よい。rS−40Jは通常は約28〜35%のスチレンを含有するが、この含有
量は、スチレンの使用量を制限する新たな汚染防止基準や異なるロフト(lot
s)に応じて変化させる。スチレンの配合量を28%にすることによって良好な
結果が得られるので、スチレンの使用量は少なくするのが好ましい。
米国特許第3,265,763号および同第3,457,104号各明細書に開
示されているように、スチレンを組成物に配合することによ・って、注型中のこ
ん濁の発生を抑制できる。無色透明な組成物が必要な場合には、置換スチレンの
使用は避けるべきである。
艶蓬
眼科用レンズ組成物は、不飽和ポリエステル樹脂と重合性モノマーとの間の重合
反応を、遊離基開始剤を用いて開始させることによって架橋もしくは硬化される
。本発明による眼科用1/ンズ組成物を硬化させるのに有用な重合触媒は、常套
の遊離基生成触媒であり、例えば次のものが挙げられる:ベルオキシドおよびケ
トンベルオキシド、例えばメチルエチルケトンペルオキシド、ジクミルペルオキ
シド、ジし一ブチルペルオキシド、ベンゾイルペルオキシドおよびラウロイルペ
ルオキシド;アゾ化合物、例えばアゾビスブチロニトリル等。
その他の添加剤
所望により、本発明に使用するポリエステル樹脂に光互換化合物を配合すること
にまって、太陽光を含む光の存在下もしくは不存在下に応じて着色/−トから透
明シートに変化させるようにしてもよく、あるいは透明シートから着色シートに
変化させるようにしてもよい。ポリエステル樹脂を永続的に着色する場合には、
適当な染料および/または顔料を不飽和ポリエステル樹脂に溶解させることによ
って着色効果(Linting effect)を得てもよい。しかしながら、
この場合には、レンズの領域を均一に保つために、1色剤は表面部に塗布するの
が一般的である。
ポリエステル/アクリル系は、約65%のUV遮断特性を示し、これはrCR−
39Jよりも優れている。しかしながら、オクタン酸スズ、例えば「チヌビン(
Tinuvin)327J(チバ・ガイギー社市販品)等をl/l O%〜1/
4%添加することによって、UV遮断特性を、所望により約lOO%まで高めて
もよい。必要なUV遮断剤の添加量は、黄色化が顕著にならないような濃度にす
べきである。
注型組成物および注型法
本発明による眼科用レンズ組成物には、典型的には、有効量の不飽和ポリエステ
ル樹脂、有効量のエチレン性不飽和芳香族エステル、ビニル七ツマ−および遊離
基触媒が配合される。眼科用レンズ組成物は、1個もしくは相互に連結していて
もよい複数個のモールド内において、周囲温度下で注型し、周囲温度下でゲル化
させた後、軽圧を所定時間印加する。触媒作用を受ける樹脂系においては、ある
程度の発熱があるが、有害とはならない。次いで、より高い圧力を印加させなが
ら、該組成物の温度を少なくともより高い温度まで高くすることによって重合反
応を完結させる。レンズ組成物の硬化反応は、実質的な収縮を伴うことなく、急
速かつ安定に、高収率でおこなわれる。
不飽和ポリエステルは既知の方法、例えば、該成分とグリコール成分との重縮合
によって調製される。不飽和ポリエステル樹脂は所定量のスチレン、反応性希釈
剤および高い屈折率を有しかつ希釈剤としても機能する不飽和芳香族エステルと
組合せて用いられる。不飽和ポリエステル樹脂は、不飽和ポリエステル樹脂約5
0〜75%および該ポリエステルと架橋するスチレンモノマー28〜35%含有
する。可撓性ポリエステルを不飽和ポリエステル樹脂組成物の一部として配合す
ることによって剛性を有する不飽和ベースポリエステル樹脂の衝撃抵抗を改良し
てもよい。
典型的には、本発明による眼科用レンズ組成物は次の配合処方によって調製され
る:可撓性ポリエステルとスチレンを含有する不飽和ポリエステル樹脂約80〜
95重量部:不飽和芳香族エステル約6〜12重量部;ケトンペルオキシド等の
遊離基触媒約0.5〜2重量部。本発明による組成物の物理的特性、化学的特性
および光学的特性を調和させるためには、次の配合処方が好ましい:ポリエステ
ル樹脂系約89重量部、フェノキシエチルメタクリレート約10重量部、メチル
エチルケトンペルオキシド0.5〜1.5重量部、好ましくは1,0重量部。
眼科用レンズ組成物は、粘度約500cps/25℃の流動性の注型可能なマス
を形成する。該組成物の構成成分は、特別な手段を講じることなく、長期間にわ
たって安定な形態で貯蔵可能である。
あるいは、本発明による眼科用レンズ組成物にはフェノキシエチルメタクリレー
トモノマー、メチルメタクリレートおよび触媒を配合してもよい。この場合の典
型的な配合処方は次の通りである:メチルメタクリレート3〜6重量部、フェノ
キシエチルメタクリレート4〜8重量部およびポリエステル樹脂100重量部。
メチルメタクリレートは触媒と所望の割合で予め混合し、周囲温度において、こ
ん濁が発生するまで数日間にわたって貯蔵してもよい。この予混によって均一な
配合と重合の改良が可能となる。
眼科用レンズ組成物をモールド内へ注型する前に、硬質の被覆化合物をモールド
内にセットし、眼科用レンズの表面上に耐摩耗性の被覆層をffI成させてもよ
い。所望の被覆化合物を合体させるためには、凹状モールドをスピニングホルダ
ー上に設置し、脱イオン化空気を吹き込むフードのもとで該モールドの表面を上
方に向ける。溶媒、例えばインプロパツール約5mlをモールド表面上において
、中央部からレンズに向けて流すことによってモールド表面を洗浄する。
この間、約15秒間、もしくは全溶媒が飛散し、蒸発するまで該モールドを回転
させる。紫外線(UV)で硬化し得る被覆物を、モールドの全表面にわたって塗
布する。UV硬化性被覆物としては、レンズ・テクノロジー社製のr150B」
を用いるのが好ましいが、シャーウィン・ウィリアムス社(Shervin W
illiams Company)の「パーマクリア(P erma Cfea
r)Jを用いてもよい。被覆剤を完全かつ均一に塗布するためには、該被覆剤を
塗布したモールド約2秒間処理させる。被覆されたモールド表面の清浄性と被覆
領域を点検した後、該モールドをコンベヤーベルト上に載せてUV硬化装置まで
移動させ、約2〜8秒間にわたってUV照射処理を付す。被覆剤としてr150
B」を使用する場合、UV照射処理を約6秒問おこなうことによって、被覆層は
完全に硬化する。被覆剤として「パーマクリア」を使用する場合には、初期のU
V照射処理を約2秒問おこなって、UV硬化性被覆物の部分的な(約25%)!
U合をおこなうのが好ましい。被覆されたモールド表面は脱イオン化空気流で1
〜3秒間、通常は約2秒間処理する。眼科用レンズ組成物をモールド内へ注型し
、被覆物を重合反応工程において該注型物と化学的に結合させる。
形成させたレンズを離型させた後、「パーマクリア」を用いた場合には、遅い移
送速度のもとでの1分間のUV照射処理に2回付すことによってレンズ被覆物を
完全に硬化させる。
単一工程による硬化法を用いる場合には、以下に記載するようなゲル化が起った
後、温度約120°F−165°F、圧力5.8〜6゜7psiあるいは温度1
70’F−200”F、圧力12.5〜25.8psiの条件下において、レン
ズブランクの実質上完全な重合が40〜150分間でおこなわれるようにするの
が一般的に好ましい。圧力が12.5psiから25.8psiに増大させなが
ら、約175’F〜185’Fで60〜120分間の硬化サイクルでおこなうプ
ロセス特性が好ましい。何故ならば、このシーケンスはこのような条件下で十分
に安定だからであり、これによって、表面欠陥、黄色化、製品内部の条痕、モー
ルド表面への過度の付着またはモール臼こ対する化学的な作用等をもたらすこと
なく、非常に高い収率が達成される。
あるいは、レンズブランクは約130’F−140’Fで90〜120分間の硬
化サイクルで処理してもよい。この硬化サイクルは、キャスティングマシンとモ
ールドタイムを節約するために、典型的には、2時間半以内にする。硬化サイク
ル温度が170’F以下の場合l:。
は、十分な硬度を得るために、離型後に後硬化処理をおこなう。170”F〜2
00°Fで少なくとも1時間半にわたってレンズブランクを硬化する場合には、
後硬化処理は不要である。
注型対象物が典型的なサイズのレンズブランクの場合lこは、温度110°F〜
120’F、好ましくはl 15’F−11,7°F1圧力約5〜1opsi、
好ましくは5psiの条件下において、注型物の部分的な重合を30〜60分間
でおこなうような2段階温度硬化サイクルを用いてもよい。注型後の実質上完全
な重合は、温度170’F〜200″F、圧力lO〜20psi(この圧力はモ
ールドの抵抗三によっても左右されるが、好ましくは1opsi)の条件下にお
いて、少なくとも1時間でおこなわれる。この2段階硬化サイクルは常套のオー
ブン内においておこなってもよく、あるいは、水浴タンク内においておこなって
もよい。オーブンを利用する場合には、第2段階の硬化サイクルの好ましい温度
は180°F−190°Fであり、これによって少なくとも48/70°Fのパ
ーコール硬度を有するレンズが得られる。水浴タンクを利用する場合には、第2
段階の硬化サイクルは180’F〜190’Fでおこない、これによって47〜
48のパーコール硬度が得られる。第2段階の硬化サイクルをおこなう水浴タン
クを170°F−180’Fに保持する場合には、パーコール硬度が約46のレ
ンズが得られる。水中での硬化サイクルを利用することによって、無色透明なレ
ンズを得ることができ、また、発生する熱は水中に放出されるので、発熱による
影響を低減することができる。この結果、レンズ製品の応力クラッキングが少な
くなり、モールドの破損も少なくなり、さらに水浴の温度制御が一層容易になる
。水中での硬化後には、清浄処理が必要となる。従って、十分なゲル時間と圧力
および2段階加熱力式を採用する場合には、オーブンを用いる硬化法は大抵の組
成物にとって好ましいものである。
何故ならば、より高温で発生する熱は許容範囲内のものであり、また、該硬化法
の方がより清浄な方法だからである。
一段階加熱方式によって眼科用レンズ組成物を注型する場合には、ポリエステル
樹脂系とフェニルメタクリレートモノマーとを配合する。粒状物、例えば塵やプ
レポリマーの小粒等が成分中に混在する場合には、配合前に濾過処理をおこなう
。次いで、触媒、例えばメチルエチルケトンベルオキシド等を組成物に添加して
混合する。この触媒を混合した配合物を1個もしくは複数個の単一モールドもし
くは連結モールド内へ周囲温度で注型する。
発熱反応のピークを過ぎるまで、熱の放散をおこないながら、軽圧下、周囲温度
での初期ゲル化工程をおこなうことによって、注を物を固化させる。組成物のゲ
ル化は、触媒の含有量と温度によって左右されるが、約8〜45分間でおこなう
。軽圧、例えば1.7〜3psiの圧力を同時に印加することによって、接触圧
を一定に維持し、組成物の収縮による注型物の変形を防止する。発熱反応によっ
て、ゲル化工程時の温度は約150°Fになる。発熱反応のピークが過ぎた後、
付加的な熱エネルギーを適当な短時間にわたって加えることによって重合反応を
完結させる。
一段階硬化法を利用する場合には、ゲル化を約15〜17分間おこなった後、単
一サイクル硬化のモールド温度を130’ F−140°Fに高め、次いでモー
ルドをオーブン内へ入れ、圧力を約5゜8〜6.7psiまで高める。あるいは
、硬化を実質上完全におこなうためには、全硬化時間を、約140″Fの場合に
は50分間とし、また、150’Fの場合には約40分間とする。ゲル化の間隔
を約15分間とする硬化処理を約165°F以上でおこなう場合には、発熱によ
って製品の過度の変形がもたらされる傾向がある。短い冷却時間の後、製品は容
易lこ離型される。重合反応を完結させて十分な硬度を得るためには、この硬化
サイクル後に、昇温下、例えば180’Fで数時間の後硬化処理をおこなうのが
一般的である。
被覆処理をおこなわない場合には、製品に耐摩耗性を付与するために、既知の方
法に従って、製品を回転させ、高い硬度を有する被覆剤を用いる噴霧塗布処理も
しくは浸漬塗布処理に付す。
一段階硬化サイクルの場合には、組成物を軽圧下、例えば1.7−3.0psi
の圧力下において、周囲温度(75’F±7°F)で40〜45分間、通常は4
5分間にわたってゲル化させ、組成物を固いゲルにするのが好ましい。ゲル化段
階の開始時において、親ねじを用いて手動でモールドを締めることによって、該
圧力をモールドユニットに対して印加する。注型物の収縮の大部分はゲル化段階
でおこるので、モールドに対する印加圧を維持し、収縮を抑制することによって
注型物のモールドからの離反を防止することが重要ゲル化後、トルクレンチを用
いて親ねじを手動で操作することに12.5psiの圧力をモールドlこ印加す
る。モールドユニットをオーブン内へ移し、モールドの温度を約170°F〜2
00’F。
好ましくは175’ F−185°Fとし、約1時間半〜2時間、好ましくは2
時間保つ。上述のようにしてトルクレンチを用いて12゜5ps iの圧力を印
加したモールドユニットを175’F〜185’Fのオーブン内で約20分間保
持する。2時間の硬化サイクルの残りの時間にわたって、トルクレンチよを用い
てモールに印加される圧力を高めてもよい。モールドに印加する圧力を手動によ
って約15.8psiに高めて約30分間保持し、次いで該圧力を21゜5ps
iに高めて約30分間保持し、さらに該圧力を約25.8ps1に高め、2時間
の硬化サイクルの最後の40分間にわたって保持する。一定の機械的圧力を印加
することによって、組成物の硬化中の分子の方向と配向が強制される。従って、
組成物の分子配向がおこなわれた状態で該組成物が硬化工程で保持されるので、
優れた光学的特性と物理的特性を有するレンズが得られる。オーブンの扉を手短
に開放し、トリクレンチを手動で調整し、オーブン温度を175’F〜185°
Fに保持する。あるいは、スライド式の開口部をオーブンの扉に設置し、トリク
レンチ該開口部を通して挿入して必要な圧力調整をおこなうことによって、オー
ブンの扉を開放した時の放出熱量を低減させてもよい。レンズの後硬化は不要で
ある。
硬化時にレンズに印加される圧縮力に対して加えられる圧力は、該圧縮力とレン
ズ自体の面積から計算される(レンズの直径は典型的には76mmもしくは3“
である)。例えば、直径1.0インチの気圧ピストンはピストンに201)!l
iの圧力が加わると、レンズのスタンク(stack)に25,5ボンド(l
bs)の力を及ぼす。
この力は直径3インチのレンズに対しては3.3ps iの圧力となって印加さ
れる。同様にして、ねじ溝を有する親ねじに作用する20インチ−ボンド(in
1bs)のトルクは95.5]bsの力をもたらし、この力は同じ直径を有す
るレンズに対して125.pslの圧力となって印加される。トルクレンチ/親
ねじ構造によって実際にもたらされる力は、圧力センサーによって測定され、核
力が及ぼされる該センサーの有効面積から計算される。従って、いずれの場合に
も、印加される圧力はレンズに作用する。
眼科用レンズを二段階法で注型する場合には、ポリニス、チル樹脂系をフェニル
メタクリレートモノマーと配合し、該配合物に前述のようにしてメチルエチルケ
トンペルオキシドを混合する。触媒を添加した配合物を、前述のようにしてUV
硬化性被覆物を塗布した1個もしくは複数個のモールド内へ周囲温度で注型する
。注型をおこなう前に、前述のようにして、シェルウィン・ウィリアムス社の市
販品「パーマクリア」または、好ましくはレンズ・テクノロジー社の市販品r1
50B、Jをモールドの表面上に塗布して硬化させる。
モールド内へ眼科用レンズ組成物を充填した後、該組成物を室温下、約8〜20
分間、一般的には15〜20分間で部分的に硬化させる(この硬化条件は触媒の
含有量と温度によって左右される)。コンシステンシーのためには、周囲温度を
75’F±7″Fに維持する。
注型物の形態を保持するためには、圧力、例えば10〜18ps iの圧力を印
加する。この時点では、ゲルの表面状態は柔軟になり、自由な流動性を示さなく
なる。周囲温度でのゲル化によって、触媒による発熱のピークを越えさせること
ができ、また、その後の処理を正確に実施するならば、クラ7キングや黄色化の
問題を最小限にすることができる。発熱ピークは当該部分の厚さと体積によって
一般に変化する。柔軟なゲルが形成されるまで、室温でのゲル化を所定の印加圧
力のもとて所定時間おこなうことによって、ステージBの状態に達し、ゲル化組
成物の温度は約180’Fになる。
ゲル化後、硬化サイクルの第1段階として、モールドアセンブリをl OO’F
ないし130″F、好ましくは110’Fから120°Fの一定温度に保持した
オーブン中に載置する。圧力を約5〜1ops1、好まし、くは5psiに上げ
る。モールドアセンブリは、約30分以上、約4時間まで、好ましくは30分間
、該第1オーブン段階で保持する。この間、グラス用モールドを使用し成形され
た路(path)が、半製品であるレンズブランクの典型的厚さであるとき、組
成物は約75°Fの周囲温度で約150’Fのピーク内部温度に達してもよい。
硬化サイクルの第2段階は、170’F〜200°F1好ましくは180°F〜
190°Fの一定温度に維持されているオーブン(同じ又は異なっていてもよい
)を使用する。この第2加熱ステツプの間の圧力はlO〜20psi、好ましく
は1opsiであり、温度および圧力は少なくとも1時間保持する。次に、モー
ルドアセンブリを除去し、キャスティング物(Cast ings)を取り出す
。この時点では、後硬化は全く必要ない。UVコーティング、これはキャスティ
ング物に強く結合して付着しており、モールド表面から完全に分離しているが、
次に、このUVキャスティング物を、上記したようにUV源に暴露し、完全に硬
化させる(rPerma C1earJを使用した)。
また、次のようなゲル化を行ってもよい。すなわち、モールドアセンブリを、オ
ーブンを使用して各硬化サイクルに対して上述したと同じ温度に維持した1つま
たは2つのウォーターバス中に設置することにより行うことも可能である。
2段階硬化サイクルにおいてウォータータンクあるいはオーブンを使用するとき
、硬化サイクルの第2段階の間、少なくとも1時間組成物を硬化すべきである。
さもないと完全に硬化せず、必要なバーコル硬度が得られない。第2段階の硬化
は、製品を損傷することなく1時間以上進行するが、約90分以上たつと、少し
黄変が現れる傾向がある。2段階硬化サイクルを行うことにより、キャスト組成
物は、激しい温度変化を受けないので、キャスト製品に亀裂を生じる可能性が除
去することかでさる。オーブンを使用した第2段階の硬化サイクルにおいて20
0’F以上の温度をかけても、硬化プロセスを完結させることができるが、得ら
れるキャスト製品はわずかに黄変したものとなる。
短時間冷却した後、2段階硬化サイクル技術により得られた製品をモールドから
すぐに取り出す。前もってコーティングされていない場合は、所望であれば、次
に、公知の方法で耐摩耗性を付与するために高硬度材料をスパン、スプレーまた
はディプコートする。
はぼ室温(75°F±7’F)で実質的に硬化するに十分な時間をおくことによ
り、気泡をモールド中の組成物のトップに上昇させることができ、その気泡は、
レンズブランクに取り込まれない。さらに、初期に緩やかに重合させると、ゲル
化期間中組成物からの発熱を徐々に敗色することができ、熱ストレスによるレン
ズのタラノキングの可能性を減少させる。
柔軟なゲル化組成物を、約30分間、llo’F、120’Fオーブンまたはウ
ォータータンク中に入れると、レンズ組成物の重合反応は安定する。レンズ組成
物の入ったモールドは、このような温度でオーブン又はウォーターバスタンク中
に挿入されると重大な熱ショックを受けないが、重合反応速度および硬化サイク
ルスピードの両者が増大し、それにより生産時間とコストが減少する。ゲル化期
間の終了時点では、キャスティング物は硬化しているが、最大硬化レベルよりな
お下のレベルにある。さらに、モールドにかける圧力を増大させ、l l O’
Fないし120°Fの温度を使用することにより、モールドはレンズの収縮に追
随し、そして、そのため、レンズの型あとが全くつかない。すなわち、レンズは
モールドから離れない。
より高い温度で、オーブンまたはウォーターバスを使用することにより、完全な
重合を達成しく組成物の完全な架橋)、必要なバーコル硬度を得ることもできる
。同時に圧力を増大させることにより、モールドはレンズと100%接触を維持
し、この温度で、レンズからの型“離れ”がない。
樹脂成分からほこり、2ミクロン以上の粒子を取り除く通常のフィルタ一工程は
、クリーンルーム条件を維持しているならば必要ない。
混合は、計量システムまたは連続混合および供給システムにより達成することが
できる。好ましくは、空気の混入を防ぐため、樹脂はタンクの底から取り出され
、同様の供給源から供給される触媒と完全に混合さる。完成品であるレンズ縞は
、見t;目によくわかるので均一混合が望ましい。
維持温度により、粘度および硬化時間が減少するが、特定条件を維持すると、厚
いレンズブランクの中心でおこる発熱上昇下でさえも、臨界限界に達しない。も
し、より多くの材料、または広く変化する断面の形状にキャストすることを目的
とするならば、温度および時間をそれに応じて調整してもよい。このようにキャ
ストされる場合、硬化を加速または妨げる樹脂系への熱ショックは実質的に全く
ない。結果的に実質的に異なる収縮は全くなく、製品はモールドからたやすく離
れる。
組成物は泡を伴出すことなく、すなわち、気孔を残すことなくすみやかに流動す
るため、また収縮が制限、制御されているため、そして、発熱反応が限度内で維
持されているため、マルチレンズが巨大レンズをキャストすることができる。制
御の程度は、フィートンステムによりマルチレンズがシート形態にキャストされ
、織布で積層形態において相互に連結され、または少なくとも1つのサイドに沿
って連続的に相互に連結されてもよいというようなものである。
いずれの形態もキャストとしてコートされてもよく、また、分離、縁取り、洗浄
そしてコーティングされていもよい。眼鏡レンズは、規定通り、キャストするこ
とができ、眼鏡レンズの最終厚さく通常約2市)を制御するためにサイズ取りさ
れたスペーサーを使用することにより、両サイドに予め選択された湾曲をもつも
のとすることができる。
たとえ眼レンズ(ophthalmic 1ens)組成物の個々の成分が約4
3以下のパーフル硬度を有していても、結果として得られる重合組成物は70”
F−75’Fで47−50のパーフル硬度を有する。さらに硬化組成物は約1.
56の高い屈折率を有する。さらに、収縮は硬化中、6%以下に制限され、時間
とともに圧力を増加させることによって容易に制御される。CR−39材料の1
.30および1.43ないし1.47の比重をもつ変性高屈折材と対照的に製品
の比重はわずかに1.19である。
化学系は物質的に抑制されず、またシリコン材料やシール材および保持装置とし
てキャスティングシステムに広く使用されている他のエラストで−材料に有害な
ものではない。キャスティング端での表面禁制(suface 1nhibit
ion)が見られることがあるが、内部容積まで浸透せず、光学特性に影響しな
い。また、グラスあるいは金属モールドを反応の影響なく使用することかでさ、
そして、キャスティングの厚さは広いものから狭いものにまで至らしめることが
できる。
従来の技術系と異なって、真空下あるいは減圧下条件下の操作は、大きな蒸発を
生じず、そのため、組成物はモールド表面に合致させ、あるいは、掛出された空
気を抜き取るために低圧力でキャストあるいは加工することができる。
本配合物に採用される意義ある量のポリエステルのために、そのコストはポリカ
ーボネートを基本とした系の3分の2より低い。さらに、材料はたいそうたやす
く粉になり、研磨できるので、仕上げ操作は代表的な5ステツプから3ステツプ
以下に減らすことができる。
キャスティング工程と最終製品に要求される独特な特性バランスが、非線形特性
の組み合わせ効果により達成される。改良された屈折率を与えることに加え、フ
ェノキシエチルメタクリレートモノマーとスチレンは粘度を減少させ、ポリエス
テルビヒクルの流動性全増大させる。その結果、キャスティングに高温度を必要
としない。
フェノキシエチルメタクリレートモノマーの存在は、スチレンが脆性8よび切欠
き脆性をもたらす傾向と反対の作用をするようにみえ、衝撃力は、実質的に、食
品医薬管理標準ドロップポールテス1−(theFood and Drug
Administration drop ball test)に勝る。その
上、縦じわ、泡、表面影響およびオフホワイトが実質的にない。
キャスチングシステム
図4〜5は、製造ベースに於ける幾つかの仕上がりレンズブランクの同時成形用
キャスチング材(10)の一般的配置、及び特定的な詳細を示す。これは、レン
ズの幾何学的配置(典型的には平面状又は線状)が同時にキャストされ成形され
る一方法である。図1に示すように、スチレンと柔軟剤ポリエステルを含む基体
ポリエステル樹脂、フェノキンエチルタメクリレート及びUVブロッカ−が、フ
ィルター(14)を通して大きな貯蔵タンク(12)に送られる。フィルター(
j4)は、既知の市販品システムのものであり、これにより2ミクロンサイズよ
り大きな塵や他の粒状物が樹脂混合物から分離される。又仕上がり製造品中に微
細粒子が明白に取込まれるのを可能な限り防ぐために、脱イオン化され制御され
た空気が流れる清潔な室条件下に全キャスチング機(10)が維持されるのが好
ましい。
触媒(及びそれが保持するビヒクル/キャリヤー)用の、典型的にはより小さい
別の貯蔵タンク(16)も又、使用される。触媒貯蔵タンク(16)から材料が
計量装置(20)まで送られる。計量装置(20)は、別々に投入される触媒と
ポリエステル−アクリレ−)−UVブロッカ−組成物を収容する。計量装置(2
0)は、市販のデザインのものであり、これが作動することによりポリエステル
組成物と触媒の制御された量が別々のライン中チェックバルブ(22)を通って
ディスペンサー(24)に送られる。ディスペンサー(24)は、別々のポリエ
ステル組成物と触媒成分を混合室(26)内に送る。触媒は、別のディスペンサ
ー(これは図示せず。)で予混合し1つの成分としてよく、成るいは実質的な遅
延を導かない別の方法で併せてもよい。ミキサーから成分が柔軟な供給ライン(
30)を経て、計量領域のノズル(32)まで送られる。異なった一連の型を計
量領域に備えてよい。
幾つかの別々のローラーコンベヤー(36X図では簡単のために2つしか示して
ない。)を、型が備えられた領域に設置し、硬化オーブン(40)まで接続する
。各ローラーコンベヤー(36)はオーブン生別々のドア(42)を通る。ドア
はちょうつがいとなっており、付随のスライドアセンブリー(44)が入れるよ
うになっている。各スライドアセンブリー(44Xこのうち1つのみを図示する
。)は、縦軸方向に沿って延びるフレーム(46)を有する。フレーム(46)
は、アセンブリー(44)がドア(42)を通ってオーブン(4o)内Iこ入る
ための経路に沿って延びる。縦方向のロッド(48)が、フレーム(46)の縦
軸に平行に中心線の両側に設置される。フレーム(46)とロッド(48)は、
構造物中十分にしっかり固定され、大きな圧縮力に耐える。一般Iこ円筒形の個
々のキャスチング型ユニット(50)が、フレーム(46)上の支持ベース(4
9)に沿った縦溝に据えられる。モしてロッド(48)で支えられた個々のスラ
イドセパレータ(51X図2及び図5で最適に図示される。)で交互に区切られ
る。
各セパレータは、はぼ中心に配置されたスペーサーリング(52)を有する。リ
ング(52)は、セパレータ(51)から両反対方向に中心軸に沿って突出し、
ユニット(50)内で一列に並んだガラス製又は金属製型エレメントを噛合わせ
る。
オーブンから分離しt;空気圧源(53)は、スライダーアセンブリーフレーム
(46)の一端上に設置されたシリンダー(54)を作動さすだめの一定の空気
圧最大量を供給する。空気圧は柔軟なエアーライン(55)を経て供給される。
このライン(55)は、オーブン内まで延び、スライドアセンブリー(44)が
オーブン内に入りそしてそこから出もれるに十分な長さを有する。オーブン(4
o)の外側に於いて、空気圧コントロール(56)が各エアーシリンダー(54
)内の圧力ヲ個々にコントロールする。このコントロールは、たとえ時間的に変
化する圧力サイクルを適用する場合であっても、自動であってよい。1つの従来
例では、空気圧フントロール(56)は、共通シャ、ブト上に設置された複数の
カム(図示せず。)を含んで、制御された速度でゆっくり回転してよい。カムは
オペレータによって共通シャフトのまわりを軸回転するが、スライドアセンブリ
ー(44)がオーブン(40)内に移動し硬化を始める際はゼロに設定される。
各カムに接続された従動節が次いで、個々の圧力コントロールパルプ(57)を
作動し、関連するエアーシリンダー(54)内の圧力を増大圧力に従って変化さ
せる。殆んどの例ではゲル中及び硬化中に於いて圧力は一定に保I;れるので、
手動作コントロールが典型的である。
シリンダー(54)の内側のピストンに取付けられたシリンダーシャフト(60
)は、シリンダー(54)から外側に延び、軸延長部(62)を動かす。軸延長
部(62)は、積重なる型ユニット(5o)に対し支えられ、それらをスライド
アセンブリー(44)の固定@(63)に対し時間的な圧力変化に応じて圧する
。
個々の型二二yh(500図2及び図3)は本質的に3部の併用物であり、環状
/リコーン製リテーナーリング(70)内に中心を置き、型を充填するためのサ
イド開口ff1(71)を有する。リング(7o)のまわりの内側のうね(72
)は、中央に於ける一方側の雑品型(76)と他方側の雌凹型(78)との公称
間隔を決定する軸寸法を有する。
型(76)面と(78)面との間隔は、加えられた圧縮力によりキャスチング中
収縮を起こすために、後述するように時間と共に減少する。
しかし、内側のうね(72)内の金属リング(73X図3及び図4で最も良く図
示される。)は、キャストされる規定レンズの最終厚みを決定する。スペーサー
リング(73)は、開口部を有し、樹脂をその上面Iこ流し込むことが出来る。
ガラス製型は典型的には金属製型より実質的に厚く、これは又比較的薄い外側の
リップを有する。金属型をしっかり収容するために、リング(70)の内壁内に
、内側のうね(72)に隣接して、小さな溝(74)が配置される。こうしてリ
ング(70)は、相対するガラス型、又は一方が金属型でもう一方がガラス型、
と共に使用される。金属型は、無電解メッキ法を用いて予め決められた形状に製
造され、原型エレメントと一致される。
多くの目的のためには、混合物を型内に使い捨て相互連結スプール(79X図3
のみ)を通して供給するのが便利である。製品が型から取外されるとき、次いで
それらは、パリ取りのために分離されるまで、塗料の塗装を容易にするために相
互連結される。
雄と雌の型(76)、(7g)の組は、所望の湾曲の連続性又は組合わせを与え
るようlこ選ぶのが最適である。これらは、をユニット内で共に一対である。次
いで、型ユニット(50)は連続するスライドアセンブリー(44)上に設置さ
れ、スライドセパレータ(51)が各型ユニット(50)間に配置される。この
位置lこ於いて各型(76)又は(78)の外面が、セパレータ(51)上のス
ペーサーリング(52)の相対する両面で固定される。又は、リテーナ−リング
(70)が−列に揃えられ、側面の開口部(71)がスライドアセンブリー(4
4)の頂部に配置され、個々に又はスプルー(79)を経て充填される。
次いで型ユニット(50)は、オペレータがノズルを操作して各型ユニy ト(
50)内の空隙を開口部(71)を通:、″′重力j:′、、;り充填されるよ
うに、ノ゛ズル(32)を通してポリニスpル/′アクリル/触媒混合物が充填
される。次いで、ゲル化が起こった時に、スライドア七ンブU−(44)を、所
望の表面条件が観測される迄前述した時間及び圧力条件に従って成る時間の間、
低い空気圧をかけて適正な位置に単に固定する。この間に、キャスチング中運ば
れたあらゆる気泡がゲル化の間のマス(mass)を通して移動し、キャスト製
品中にはトラップされない。勿論、気泡は低部から引、!抜いて最少にしてもよ
いし、成るいは所望であれば真空又は低圧にすることにより開放してもよい。
ゲル化が十分に進行した時、アセンブリー(44)は関連するドア(42)を通
してオーブン(40)内に移動され、適当な籾温及び圧で単−又は2段階硬化が
行なわれる。この温度は実質的に常に一定であり、ドア(42)を通してアセン
ブリーを断続的に搬入及び搬出しても実質的に内部温度に影響を与えない。スラ
イドアセンブリー(44)全体がオーブン温度まで加熱されるに従って、ゲル化
材料の温度が徐々に高まる。オペレータは適当なコントロール(56)を動かし
、それに伴う圧力コントロールバルブ(57)を操作して、所望のレベルまで加
圧する。
もしマイナス補正半完成品ブランクをキャストすれば、それは中央領域より外側
領域の方が厚くなり、その結果、硬化の際に本質的な発熱量lこより幾分内部加
熱の程度が変化する。しかし温度を適当に維持すれば、安全な余地が実質的にあ
り、発熱は初めのゲル化段階で限定され、又熱溜めとして働く残余構造物によっ
て分散される。
制御された条件で製造された製品は、かなりの高温によりキャスチング物が中央
領域に於いて型から引張られるような場合でさえも、異なる収縮が無い。
硬化サイクルが進行中圧縮力をキャスチング物表面に加え続け、キャスト製品が
硬化するに従って、収縮することなく、凹凸の湾曲が正確に形成される。
硬化サイクルが終了した時圧縮力を全体的に解放して、スライドアセンブリー(
44)をコンベヤー(36)でオーブンのドア(42)から引出す。次いで、個
々の型ユニ71−(50)を約15分間冷却し、スライドアセンブリーから分離
し、そして開く。この型の取り外しは典型的には、本質的に接着傾向が全く無い
t;めに、単に軽く圧力を加えるか、エアーハンマーのような振動装置によって
行なわれる。
次いで規定レンズ又は半完成品ブランクは検査される。(もし既に成されている
場合)耐摩耗塗装は別として、更なる処理は不要である。スピン塗装又は浸漬、
それに統〈約2時間で180’Fの後硬化による従来の塗装法を使用してよい。
新たな又は硬化性耐摩耗性塗料は、10分以内でしTV硬化し、これらの幾つか
は色味剤であ一ンてよい。
規定物にキャスチング後、色味が度々行なわれる。塵や付着物を腺去するため!
こ完成品を洗浄するのが好ましい。しかしその後レンズは、これを取り付ける前
に形状番二カ・lトしエツジ仕上げをするのみである。半完成品レンズブランク
に於いては、コードン、色味しエツジングする前に凹面をグラインドし磨く。
材料シートを成形し、少なくとも一方に仕上がり光学面を有する眼鏡用1/ンズ
を組入れる方法及びシステムを、参考例として図6〜8に示す。シート成形プレ
ス(80)は、比較的塊状のベースフレーム(82)で形成される57レーム(
82)は加えられる圧力や応力下に実質的にしつかり固定され、個々のアイガラ
スレンズを製造するために成形物の半ユニットを収容するための凹部(84)の
列又はマトリックスを有する。ベースフレーム(82)は典型的には、樹脂混合
物を充填するために、水平面に対し成る角度の傾斜をもって設置される(成るい
は傾斜位置に移動されるように取付けられる。)。ベースフレーム(82)を均
一に加熱するための蛇紋石ノくスを決定する内部液体導管(86)が、凹部(8
4)に隣接して延びる。これらの各凹部(84)は、低部シール用リング(88
)を収容する。リング(88)内に於いて、ガラス製又は金属製光学的型(90
)の低部が位置する。型(90)は凹部(84)のベースに成るいはベースフレ
ーム(82)のショルダー内にしっかり据えられる。低部の型(90)の厚みは
、プレス(80)を閉じた時にプレス(80)内に型(90)の上面が正確な位
置関係で存し、予め決められた公称面を与えるような厚みである。その結果、そ
れはアイガラスの一方の面(例えば凹面)を決定し、アイガラスの厚みを決定す
るしっかりとした基準となる。各低部シール用リング(88)は、システムに充
填さす液体樹脂を通すための半径方向のil!(89)を含む。
対となっているもう一方の上部フレーム(94)も又、比較的塊状で金属製の構
造物が構成され、ベースフレーム(82)の一端ニ沿って存するちょうつがい(
96)に取付けられる。これにより、ちょうつがいの軸のまわりで開閉すること
が出来る。尚、ここではちょうつがいの軸は、アセンブリーを傾斜させた時の低
部側の端に存する。
クランプ(98)がちょうつがい(96)とは反対側のエツジに沿って取付けら
れ、上部7レームが閉じられた時に上部フレーム(94)をベースフレーム(8
2)上に平行の位置関係でしっかり固定する。上部フレーム(94)は、ベース
7レーム(82)内の凹部と同様に配置された開口部(100)の列を含む。そ
して内部導管(102)がこれらの開口部(100)に隣接する蛇紋石パスを決
定する。各開口部(100)には、上部シール用リング(104)が周辺状に取
付けられ、リング(104)内に於いて上部光学型(106)が据えられ、これ
はシール用リング(104)に対し弾性的可動的である。低部光学型(90)に
面する上部光学型(106)の面は、アイガラスレンズの上部面(例えば凸面)
を決定する。上部光学型(l O6)の上面は、以下詳細に説明するように、圧
縮力を受けるために実質的に平面が好ましい。上部フレーム(94)がベースフ
レーム(82)上に於いて閉シラれた時に、入口導管(107)がフレーム(8
2)と(94)、及び型の組(90)と(106)の間の内部空間内まで延びる
。周辺うね(108)は、プレスが閉じられた時にプレス(80)の周辺内部を
シールする。
上述したように樹脂ディスペンサーシステム(110)は、予め決定された樹脂
混合物を入口導管(107)を経て上部7レーム(94)とベースフレーム(8
2)との間の空間内にアセンブリーを傾斜位置にすることにより供給するのに使
用される。ちょうつがいが付けられた上部フレーム(94)がしつかり留められ
クランプで締められて一定の空間が与えられた時に、混合物は周辺うね(108
)によりプレス(80)の境界内に閉じ込められる。
130’F−140’Fの水を供給する熱水源(l l 2)は、フローコント
ロール(114)を通ってベース7レーム(82)と上部7レーム(94)内の
各内部導管(86)と(102)まで延びるライン(113)に連結される。フ
ローコントロール(l l 4)は手動でコントロールしてもよいし、予め決め
られた時間にプレス(80)及び内部樹脂システムを加熱し始める従来のタイプ
の自動タイマーによってコントロールしてもよい。
上部フレーム(94)の上部側に、空気圧コントロール(122)を経て空気圧
源(120)に連結されたシリコーン空気袋(118)が配置される。シリコー
ン空気袋(118)は、上部7レーム(94)の上面と上部半ユニットのまわり
の堅固なプレート(124)との間の空間内全体を通して延び、各上部光学型(
106)の上部平面に接する。
その結果、空気袋(118)内を加圧すると、均一な圧力が上部光学型(106
)上にかけられ、それらを低部光学型(90)の方へ押しやる。
上部フレーム(94)をベースフレーム(82)上にて[,7レーム(82)と
(94)の向かい合う面間にある周辺がシールされた空間が正確に維持されるよ
うにクランプ(98)をしつかり締めた後に、図6〜8のシート成形プレス(8
0)のキャスチング操作が始められる。このような位置に於いて、上部シール用
リング(104)は低部シール用リング(88)に対し圧せられる。尚リング(
88)は半径方向に延びる導管(89)を備え、これは光学!(90)と(10
6)との間の空間内に樹脂を通すための流路を提供する。フレーム(82)と(
94)との間の空間はちょうつがいの付いた端から上方向に傾斜しているので、
計量された量の樹脂を充填する場合、これはディスペンサーシステム(110)
から低部エツジの入口導管(107)を通して供給される。次いで、向かい合う
光学型(90)と(106)との間の各空間を含む内部空間を樹脂で充填するに
伴いそのレベルは上昇し、内部空間全体が充填されるまで樹脂を充填する。(周
囲温度が60’F以下でなければフレーム(82)と(94)は加熱する必要は
無く周囲温度で)充填すると同時に、樹脂中に運ばれた気泡が上部工7ジまで上
昇し、クランプの付いた端に存するオーバーフィル(Overfill)チュー
ブ(126X図7)から排出される。充填している間、シリコーン空気袋(11
8)は実質的に加圧されない。上部光学型(106)の上部/−ル用リング(1
04)内への噛み合わせは、上部シール用リング(l O4)と上部光学型(1
06)の充填する際の移動を制限する一助となる。
次いで、充填空間内の樹脂を前述の時間、圧力及び温度条件下にゲル化させる。
数多くのレンズを単一ソートでキャストする場合は、気泡を除くため番ニディス
ペンスする前に樹脂を脱気するか、成るいは真空で引っばるのが望ましい。好ま
しくはプレス(80)は、キャストさt’Lるレンズ内に塵や他の微細な不純物
の取込みを避けるために清潔な室条件下に操作される。
ゲル化が実質的に完了後、空気圧コントロール(122)を調節してシリコーン
空気袋(l l 8)をより高い一定レベルに加圧する。上部フレーム(94)
と堅固な板(94)との間に封じ込められると、シリコーン空気袋(118)は
上部光学型(106)を均一に下方へ圧する。同時に、熱水源(112)から熱
水がフローコントロール(114)により導管(86)と(102)内に送られ
硬化レベルまで昇温する。温度及び圧力は、特定の組成物に対して選択された単
一レベル又は2レベルの硬化サイクルに応じて維持される。硬化後、上部フレー
ム(94)はクランプを緩めて解放され、ちょうつがいを開い工、ウェブ(we
b)材料で相互連結されたキャスト半完成品ブランクシートが暴露される。
この配置により単一硬化サイクルでも複数のレンズをキャス]・出来るだけでな
く、型内塗装が予め行わ11、ていなかった場合、シートの各サイドが/−トの
形状のままその後の耐摩耗性塗料による塗装が出来るので、更に加工に際しても
有利である。更lこ、塗装後に於いては、個々のレンズは他の方法より遥かに容
易にカントされバリ取りすることが出来る。レンズが塗装されていない場合、パ
リ取り操作の際に発生する塵を液体手段を用いてより注意深く除去する。
均一に色味付けしたい場合は、所望に応じ塗装の前、又は後(こ、色味剤かレン
ズシートの一面又は両面に塗装される。
図9は、ゲル化完了後に複数のレンズブランクを所望の程度まで同時硬化さすた
めの水浴硬化システムの広域図である。図1〜5に具体的に示されるように、個
々のハンガー(154)上の個々の型ユニット(152)の積み重なりは、フレ
ーム(158)内の水平軸(こ平行なスライドバー(156)上に配置される。
尚、7レーム(15,3)は、上記塁ユニット(152)の蹟み重なりに接する
両端が固定されている。プレーl、(158)上のビス)・ン(160)及びド
ライブシリンダー(162)は、フ1/−ム(158)に対し可動的であり、圧
力がピスト>(+60)によって上記積み重なりlこ加えられる。尚、圧力は、
柔軟な圧フッライン(163)を経て手動調整可能な圧力コントロール(164
)i−より加えられる。明らかなよフに、あらゆる広範な製造コ・ベヤ−及び加
工段階が用いられるが、これらは任意のものであり本発明には重要ではないので
間車〆こ記載するIこ止める。フレーム(158)は、2段階硬化の場合、ゲル
化領域から第」水タンクに、次いで第2水タンクまで手動で操作し得る。しかし
、フレーム(158)を浸漬位置まで下げて、リニヤ−又はロータリー形式の自
動コンベヤーンステムを使用してよい。同一の圧力コントロール(164)を、
1本の長い柔軟ライン(163)を使用して1本の与えられたドライパーンリン
ダ−(162)に接続しておいてもよいし、或は各段階でそれぞれ別々に接続し
てよい。型ユニツ1−(152)の積み重なりを備えたフレーム(158)は、
セットで或は個々に、各員なる段階中を進み加圧される。他の操作システムは、
当業者には容易に想到される。
しかし本例では、単一の水タンク(165)を使用し、2つの異なる硬化段階を
行うためtこ異なる温度の水が水タンク(165)iこポンプで送り込まれる水
浴硬化/ステム(150)を示す。タンク(165)は、浸漬された温度センサ
ー(+66)及び外部インジケータ(168)を含も゛。これlこよりオペレー
タは、コントロール(170)で手動調整される浸漬ヒーター(169)又は冷
却水源(172)を必要に応じ使用して、正確な制御を行うことが出来る。或は
、水をタンク(165)中、所望温度で連続的に循環させてもよいし、大容積タ
ンクを使用し連続的に撹拌して局部温度を安定させてもよい。
しかしこの簡略化した例では、異なる硬化温度が要求される場合、7レーム(1
58)と型ユニット(152)それ自体を移動さす替わりに、第1及び第2予備
タンク(176)と(180)を使用して水を替える。尚、第1及び第2予備タ
ンク(176)と(180)は、手動制御される別々の双方向性ポンプ(178
)と(182)によりタンク(165)に接続される。即ち第1硬化段階では、
所望温度範囲に予加熱された水が第1予備タンク(176)からポンプ(178
)を経て送り出され、所望レベルまでタンク(165)を満たす。この段階が完
了すると水は第1予備タンク(176)に引き戻され、第2ポンプ(182)が
作動し、より高温の水が第2予備タンク(180)から送り込まれタンク(16
5)を満たす。オペレータは、浸漬ヒーター(170)と水源(172)を使用
して精密に温度を維持出来る。
図9に示すように各型ユニット(152)への入り口は、すベテ共通して1本の
充填マニホールド(186)から個々のスプルー(188)を経て与えられる。
所望によりこれらは、元の位置を維持したまま少なくとも第1硬化段階中、型入
り口が分離される。しかし樹脂システムはゲル化後には適度の固体性を有する。
そして、全体的に圧力がかけられ型ユニット(152)が十分接触していれば水
の侵入を防げるような、充分の圧力を加える。
理解し易くするために、タンク(165)は単一ユニットのみを示す。適正な位
置に配置された数多くの型の積み重なりを同時に又は連続的に収容するために、
遥かに大きなタンクが使用出来ることは明らかである。しかし水硬化の有利性は
この例から明らかである。
−炭水を加熱すれば、エネルギー要求量は小さい。水は加熱に使用されるだけで
なく、熱だめとしても働く。その結果、発熱の放散が容易に行われる。実質的な
過大加熱及び局部的な過大加熱は、非常に好ましくない。
図1Oは、別のスライドアセンブリー(220)を示す。これは、図1〜5及び
9で示されるシステムに使用出来る。上述のように、各スライドアセンブリー(
220)は縦軸方向に延長された延長フレーム(46’)を有する。この縦軸方
向は、図1に於いてドア(42)を通ってオーブン(40)内に送られるように
アセンブリー(220)が加熱システム内に送られる経路に沿う。縦棒(48″
)は、7レーム(46’)の縦軸に平行に中心線の両側に配置される。一般にシ
リンダー形の個々のキャスチング型ユニット(50’)は、フレーム(46′)
上の支持ベース(49’)に沿った縦溝上に据えられる。ロッド(48′)に吊
り下げられた個々のスライドセパレーター(51’)が交互に配置される。各セ
パレーターは、はぼ中心に配置されたスペーサーりング(52’)を有する。こ
れは、中心軸に沿って内反対方向にセパレーター(51’)から突出し、隣接す
るガラス製又は金属製の型ユニット(50’)と噛合う。型ユニット(50’)
は、リテーナ−リング(70’)及びガラス製又は金属製の雄及び雌の型(76
’)と(78″)を含み、これらの型はリング(70’)の両度対側に据えられ
る。
ショアー硬度40〜80のシリコーンパッド(200)が、スライドアセンブリ
ー(220)の一端に配置される。シリコーンパッド(200)は圧縮支持体と
して働き、型ユニット(50″)を直立位置に維持する。大きなスペーサー(2
02)が、シリコーンパッド(200)と個々の型ユニット(50’)の積み重
なりの一端との間に配置される。シリコーンパッド(200)は大きな熱膨張係
数を有するので、スライドアセンブリー(220)が硬化サイクルで加熱された
とき、型ユニット(50’)は更に加圧される。このようなことから、スライド
アセンブリー(220)内にシリコーンパッド(200)を使用すれば有利であ
ることを見いだした。シリコーンパッド(200)の替わりにスプリングを、ス
ライドアセンブリー(220)の一端に使用してよい。
型ユニット(50’)は、親ねじ(206)により調整可能な圧力下に適所に配
置される。尚、親ねじ(206)は、シリコーンパッド(200)とは反対側の
7レーム(46’)の一端に据えられる。親ねじ(206)の一端が、第1の積
層体型ユニy [50’)を押す。ハンドル(図示せず。)又はトルクレンチ(
208)が親ねじの突出した一端に接続され、硬化サイクル中時々、個々の型ユ
ニット(50’)の積み重なりを加圧するのに使用される。型ユニット(50’
)に加えられる圧力の大きさを簡単に且つ直接調整出来、また制御出来るために
トルクレンチ(208)を使用して種々の応力及び圧力をかけるのが有利である
ことを見いだした。親ねじ(206)を、単一段階の硬化サイクル中20〜30
分の間隔で型二ニア )(50’)に対し締める。
その結果、型(76°)と(78’)は、ポリマーシステムをしっかり固定する
。はぼ40〜45分のゲル化後、即ち組成物が堅いゲル状になった後に、約20
インチ−ポンド(in−1bs)のトルり(これは、この構造物5こ於いては約
12.5psiと等価である。)を、型ユニット(50′)tこ対しで周囲温度
で維持する。この時点で、スライドアセンブリー(220)をオーブン中に設置
し、175〜185°Fで単一硬化サイクルを行う。そして上述のように、トル
クレンチ(208)を使用して圧力を徐々に増大させる。スライドアセ〉・ブリ
ー(220)がオーブンのような中で加熱される時でも、短時間の接近でトルク
レンチ(208)を十分手動調整出来、型ユニッ1−(50’)を加圧すること
が出来る。トルクレンチのような手動調整は、レンズキャスチング物のエツジの
しわよりを無くすので、型へのキャスチングに対して、よりマツチすることが判
った。圧力が型ユニット(50’)に対して規則正しく且つ度々調整されるので
、キャスチングの収縮速度は補われ、型はモヤスチング物と優れた接触をする。
以下、実施例で本発明を更に具体的に説明する。
実施例1
1500−5200の分子量、25°Cで1.12の比重、25℃で440c、
p、s、の粘度、液体で1.541.2の屈折率を存するポリ5 エステル樹脂
系を使用する。その系は、18:l量部の軟質ポリエステルと28重量%ないし
40]i量%(本実施例では371L量%)のスチレンを含有17ている。本実
施例のベースポリエステルは、フルマーデイビジョン(S ilmar D 1
vision)の”5−40”を使用し、軟質樹脂は同様にフルマーディビジョ
ンの’D 658”を使用した。該組成物の100を置部と、フェノキノエチル
メタクリレート(サート?−(Sartomer)340サー トマー社)の1
0重量部を、”CADOX M−50”、ノーリ〜ケミカル(Noury Ch
emical)によりその商標名で供給されるメチルエチルケトン(MEK)過
酸化物溶液ノ1 。
25重量部とともに混合した。該混合物を、周囲温度で完全に混合し、グラスモ
ールド表面およびシリコンカスケラトを育し、積層形状Jこ配列された各光学眼
鏡モールド中へ大気圧でキャストした。該組成物は、容易に流動し、76m+o
直径のモールドを完全に充填した。
モールドを充′IX後、積層のモールドを、室温で初期ゲル化中、12分間、2
.5psiの圧力をかけた。ギヤスティング物が表面硬化に非粘着の状態に達し
た羨、モールドを炉の中に置き、温度を1406Fまで上げた。約3イ〉千Kg
のモールド表面に圧力をかけ、約5゜8psiまで増圧し、モの圧力を約90分
間サイクルが完結するまで維持した。次に、キャスト成形品?冷却し、モールド
を分離した。
そのとさ、わずかに衝撃を与えるf、こけて、成形品をモールド表面から分離で
きた。i80’Fで4時間後硬化)−1完全tこ重合することにより、高硬度と
均一硬度を得j−0
検査したところ、得られた半製品である光学レンズブランクは、正確l二形成さ
れた凸状表面、輝き、無色の透明性を有しており、気泡および縦じわはなかった
。それは1.56の屈折率、1.19の比重を有していた。それを眼鏡レンズの
輪郭付および仕上げを専門とする光学規格研究所へ提出し、そこの、研磨要因に
対する応答性は、通常の5ステンブ輪郭取り、粉砕および研磨工程を、1回の輪
郭取り工程と、わずか2つの粉砕/研磨ステ・・ノブに減らすことができたとい
うようなものであった。さらに、厚さ2mmの粉砕、研磨レンズ製品は、411
i準57′8”ilH?:のスチール製ポールを使用した標準4フツトドロノグ
ポールテスト(foot 5rop ball t、est)に耐えた。耐衝撃
性は57 ノhドロンブチストに耐えるにも十分であった。
実施例)の操作を繰り返したところ、同様の結果が矛盾なく得られ、しかも加工
操作は本質的に安定1.ており、半製品である眼鏡ブランクの収率に関しては9
0%を超えるよいもので才)り満足なものどなると判明した。耐摩耗性付与のた
め、商業的にも実験的にも利用可能であるコーティングを施した。このコーティ
ングは、ディッピング、スプレーわるい(jスピンニーティングで、容易に付着
しt;。
実施例2
アッシュランド(Ashland)のベースポリエステル樹脂”A”の98%を
使用して、実施例1の全工程を実施した。このベースポリエステルはスチレンを
28重量%含有しており、適当な耐久性と靭性を有しているものの、柔軟剤自体
は全く含有していない。
結果として得られた製品は、1.56の屈折率、光学的透明性、適当な衝撃力以
上に絶える強さ、および匹敵する加工安定性を有していtこ。
実施例3
フェノキシエチルメタクリレートの割合を変えた以外、上記実施例18よび実施
例2の成分、加ニステップを使用した。以下の事が観察された:光学明度、高耐
衝撃性、高屈折率を有し、光学欠陥のない最高条件がアクリル10重量%で得ら
れた。
実施例4
ゲル化後の硬化温度を増大させると、硬化サイクルが短Xなった。
しかし、一段階硬化中に発生する発熱のために、温度レベルが過度のものになり
、望ましくない破壊効果が生じるという困難性が生じうる。このことは、部品の
厚さが、一箇所以上の領域で、本質的である場合に、特に当てはまることである
。それ故、特に、半製品であるレンズブランクおよび規定レンズにとっては、実
施例1に述べたような手順を使用するときは、最適安定条件は、ジオプトリー0
゜5.2.25.4.25および6.25に矯正するためには、約1゜25重量
%の触媒で130°Fないし140°Fで硬化させることであることがわかっ。
そして、
A、120°Fで、硬化時間は数時間以上必要とした。
B、130°Fで120分硬化する条件は、よりラジカルな曲率(radica
l curvature)(例えば8.25ないし10.25ジオグトリー)に
より適していた。
C,150°Fでは、時々黄変がおこる傾向があり、硬化禁止が生じ、特にガス
ケットあるいは保持器に近い領域において、時々キャスト成型品に縞が見られ、
モールドからの分離に問題があった。激しい発熱反応のため、モールドから離れ
てキャストレンズの中心に向けて引っ張られようとするが、キャスト表面はモー
ルドに付着する傾向があるので、結果的に亀裂が生じる。
D、165°Fで光学レンズブランクを硬化させると、上記したような典型的な
結果、すなわちレンズ縞、硬化禁止、黄変および他の不満足な光学特性とういう
結果になる。
実施例5
スチレン含量を変化させること以外、シルマー”5−40″を用いて実施例1の
成分と加ニステップを使用したところ、以下の点で、28%−30%のスチレン
を含有する場合の方が、代表的に37%を含有する場合より、優れていた;
A、スチレンが約28%より少ないと、ビヒクルは、増粘し、適当にキャストで
きず、気泡を取り込みそしてキャストするのに非常に熱を必要とした。
B、スチレンが約30%より多いと、物性、特に切欠き脆性が、徐々に減少した
。スチレンが40%を越えると、結果として得られる製品は、あまりにも脆く、
耐衝撃試験をバスできない傾向となつた。
実施例6
実施例1の手順に従い、シルマー“5−40”を使用し、同様にテストを行ない
、18%の最適範囲との関連において、他の成分と関係のある柔軟性ポリエステ
ルの変動の程度を決定した。以下のことが分かった;
A、柔軟性ポリエステルが15%より少ないと、製品は不適当な耐衝撃性を有す
ることになり、ドロップテストに耐ええなかった。
B、柔軟性ポリエステルが20%以上になると、製品はドロップテストをしのぐ
ことはできるが、重要な硬度およびレンズ加工性を失う事となった。
キャスチングシステム
図4〜5は、製造ベースに於ける幾つかの仕上がりレンズブランクの同時成形用
キャスチング材(10)の一般的配置、及び特定的な詳細を示す。これは、レン
ズの幾何学的配置(典型的には平面状又は線状)が同時にキャストされ成形され
る一方法である。図1に示すように、スチレンと柔軟剤ポリエステルを含む基体
ポリエステル樹脂、フェノキ/エチルダメクリレート及びUVブロッカ−が、フ
ィルター(I4)を通して大ぎな貯蔵タンク(I2)に送られる。フィルター(
14)は、既知の市販品システムのものであり、これにより2ミクロンサイズよ
り大きな塵や他の粒状物が樹脂混合物から分離される。又仕上がり製造品中に微
細粒子が明白に取込まれるのを可能な限り防ぐために、脱イオン化され′M御さ
れた空気が流れる清潔な室条件下に全キャスチング機(lO)が維持されるのが
好ましい。
触媒(及びそれが保持するビヒクル/キャリヤー)用の、典型的にはより小さい
別の貯蔵タンク(I6)も又、使用される。触媒貯蔵タンク(16)から材料が
計量装置(20)まで送られる。計量装置(2O)は、別々Iこ投入される触媒
とポリエステル−アクリレート−UVブロッカ−組成物を収容する。計量装置(
20)は、市販のデザインのものであり、これが作動することによりポリエステ
ル組成物と触媒の制御された量が別々のライン中チェックバルブ(22)を通っ
てディスペンサー(24)に送られる。ディスペンサー(24)は、別々のポリ
エステル組成物と触媒成分を混合室(26)内に送る。触媒は、別のディスペン
サー(これは図示せず。)で予混合し1つの成分としてよく、成るいは実質的な
遅延を導かない別の方法で併せてもよい。ミキサーから成分が柔軟な供給ライン
(30)を経て、計量領域のノズル(32)まで送られる。異なりt;一連の型
を計量領域に備えてよい。
幾つかの別々のローラーコンベヤー(36Xlでは簡単のため)ご2つしか示し
てない。)を、型が備えられた領域に設置し、硬化オーブン(40)まで接続す
る。各ローラーコンベヤー(36)はオーブン生別々のドア(42)&通る。ド
アはちょうつがいとなっており、付随のスライドアセンブリー(44)が入れる
ようになっている。各スライドアセンブリー(44Xこのうち1つのみを図示す
る。)は、縦軸方向に沿って延びるフレーム(46)を有する。フレーム(46
)は、アセンブリー(44)がドア(42)を通ってオーブン(40)内に入る
ための経路に沿って延びる。縦方向のロッド(48)が、フレーム(46)の縦
軸に平行に中心線の両側に設置される。フレーム(46)と口・ノド(48)は
、構造物中十分にしっかり固定され、大きな圧縮力に耐える。一般に円筒形の個
々のキャスチング型ユニット(50)が、フレーム(46)上の支持ベース(4
9)に沿った縦溝に据えられる。モしてロッド(48)で支えられた個々のスラ
イドセパレータ(51X図2及び図5で最適に図示される。)で交互に区切られ
る。
各セパレータは、はぼ中心に配置されたスペーサーリング(52)を有する。リ
ング(52)は、セパレータ(51)から両度対方向に中心軸に沿って突出し、
ユニ7 ト(50)内で一列に並んだガラス製又は金属製型ユレメントを噛合わ
せる。
オーダ〉から分離した空気圧[(53)は、スライダーアセンブリーフレーム(
46)の一端上に設置されたシリンダー(54)を作動さすだめの一定の空気圧
最大量を供給する。空気圧は柔軟なエアーライン(55)を経て供給される。こ
のライン(55)は、オーブン内まで延び、スライドアセンブリー(44)がオ
ーブン内に入りそしてそこから出られるに十分な長さを有する。オーブン(40
)の外側に於いて、空気圧コントロール(56)が各エアーシリンダー(54)
内の圧力を個々にコントロールする。このコントロールは、たとえ時間的に変化
する圧力サイクルを適用する場合であっても、自動であってよい。1つの従来例
では、空気圧コントロール(56)は、共通シャフト上に設置された複数のカム
(図示せず。)を含んで、制御された速度でゆっくり回転してよい。カムはオペ
レータによって共通シャフトのまわりを軸回転するが、スライドアセンブリー(
44)がオーブン(40)内に移動し硬化を始める際はゼロに設定される。各カ
ムに接続されj;従動節が次いで、個々の圧力コントロールバルブ(57)を作
動し、関連するエアーシリンダー(54)内の圧力を増大圧力に従って変化させ
る。殆んどの例ではゲル中及び硬化中に於いて圧力は一定に保たれるので、手動
作コントロールが典型的である。
シリンダー(54)の内側のピストンに取付けられたシリンダーシャフト(60
)は、シリンダー(54)から外側に延び、軸延長部(62)を動かす。軸延長
部(62)は、積重なる型ユニット(50)に対し支えられ、それらをスライド
アセンブリー(44)の固定端(63)に対し時間的な圧力変化に応じて圧する
。
個々の型ユニツI−(50X図2及び図3)は本質的に3部の併用物であり、環
状シリコーン製リテーナーリング(70)内に中心を置き、型を充填するための
サイド開口部(71)を有する。リング(70)のまわりの内側のうね(72)
は、中央に於ける一方側の雑品型(76) 。
と他方側の雌凹型(78)との公称間隔を決定する軸寸法を有する。
型(76)面と(78)面との間隔は、加えられた圧縮力によりキャスチング中
収縮を起こすために、後述するように時間と共に減少する。
しかし、内側のうね(72)内の金属リング(73X図3及び図4で最も良く図
示される。)は、キャストされる規定レンズの最終厚みを決定する。スペーサー
リング(73)は、開口部を有し、樹脂をその上面に流し込むことが出来る。ガ
ラス製型は典型的には金属製型より実質的に厚く、これは又比較的薄い外側のリ
ップを有する。金属型をしっかり収容するために、リング(70)の内壁内に、
内側のうね(72)に隣接して、小さな溝(74)が配置される。こうしてリン
グ(70)は、相対するガラス型、又は一方が金属型でもう一方がガラス型、と
共に使用される。金属型は、無電解メッキ法を用いて予め決められた形状に製造
され、原型エレメントと一致される。
多くの目的のためには、混合物を型内に使い捨て相互連結スプール(79X図3
のみ)を通して供給するのが便利である。製品が型から取外されるとき、次いで
それらは、パリ取りのために分離されるまで、塗料の塗装を容易にするために相
互連結される。
雄と雌の!(76)、(78)の組は、所望の湾曲の連続性又は組合わせを与え
るように選ぶのが最適である。これらは、型ユニット内で共に一対である。次い
で、梨ユニット(50)は連続するスライドアセンブリー(44)上に設置され
、スライドセパレータ(51)が各型ユニット(50)間に配置される。この位
置に於いて各型(76)又は(78)の外面が、セパレータ(51)上のスペー
サーリング(52)の相対する両面で固定される。又は、リテーナ−リング(7
0)が−列に揃えられ、側面の開口部(71)がスライドアセンブリー(44)
の頂部lこ配置され、個々に又はスプルー(79)を経て充填される。
次いで型ユニット(50)は、オペレータがノズルを操作して各型ユニット(5
0)内の空隙を開口部(71)を通して重力により充填されるように、ノズル(
32)を通してポリエステル/アクリル/触媒混合物が充填される。次いで、ゲ
ル化が起こった時に、スライドアセンブ!J−(44)を、所望の表面条件が観
測される。迄前述した時間及び圧力条件に従って成る時間の間、低い空気圧をか
けて適正な位置に単に固定する。この間に、キャスチング中運ばれたあらゆる気
泡がゲル化の間のマス(mass)を通して移動し、キャスト製品中にはトラッ
プされない。勿論、気泡は低部から引き抜いて最少にしてもよいし、成るいは所
望であれば真空又は低圧にすることにより開放してもよい。
ゲル化が十分に進行した時、アセンブリー(44)は関連するドア(42)を通
してオーブン(40)内に移動され、適当な籾温及び圧で単−又は2段階硬化が
行なわれる。この温度は実質的に常に一定であり、ドア(42)を通してアセン
ブリーを断続的に搬入及び搬出しても実質的に内部温度に影響を与えない。スラ
イドアセンブリー(44)全体がオーブン温度まで加熱されるに従って、ゲル化
材料の温度が徐々に高まる。オペレータは適当なコントロール(56)を動かし
、それに伴う圧力コントロールパルプ(57)を操作して、所望のレベルまで加
圧する。
もしマイナス補正半完成品ブランクをキャストすれば、それは中央領域より外側
領域の方が厚くなり、その結果、硬化の際に本質的な発熱量により幾分内部加熱
の程度が変化する。しかし温度を適当に維持すれば、安全な余地が実質的にあり
、発熱は初めのゲル化段階で限定され、又熱溜めとして働く残余構造物によって
分散される。
制御された条件で製造された製品は、かなりの高温によりキャスチング物が中央
領域に於いて型から引張られるような場合でさえも、異なる収縮が無い。
硬化サイクルが進行中圧縮力をキャスチング物表面に加え続け、キャスト製品が
硬化するに従って、収縮することなく、凹凸の湾曲が正確に形成される。
硬化サイクルが終了した時圧縮力を全体的に解放して、スライドアセンブリー(
44)をコンベヤー(36)でオーブンのドア(42)から引出す。次いで、個
々の型ユニット(50)を約15分間冷却し、スライドアセンブリーから分離し
、そして開く。この型の取り外しは典型的には、本質的に接蒼傾向が全く無いた
めに、単に軽く圧力を加えるか、エアーハンマーのような振動装置によって行な
われる。
次いで規定レンズ又は半完成品ブランクは検査される。(もし既に成されてV\
る場合)耐摩耗塗装は別として、更なる処理は不要である。スピン塗装又は浸漬
、それに続く約2時間で180°Fの後硬化による従来の塗装法を使用してよい
。新たな又は硬化性耐摩耗性塗料は、10分以内でUV硬化し、これらの幾つか
は色味剤であってよい。
規定物にキャスチング後、色味が度々行なわれる。塵や付着物を除去するために
完成品を洗浄するのが好ましい。しかしその後レンズは、これを取り付ける前に
形状にカットしエツジ仕上げをするのみである。半完成品レンズブランクに於い
ては、コートし、色味シエツジングする前に凹面をグラインドし磨く。
材料シートを成形し、少なくとも一方に仕上がり光学面を有する眼鏡用レンズを
組入れる方法及びシステムを、参考例として図6〜8に示す。シート成形プレス
(80)は、比較的塊状のベースフレーム(82)で形成される。フ1/−ム(
82)は加えられる圧力や応力下に実質的にしっかり固定され、個々のアイガラ
スレンズを製造するために成形物の半ユニットを収容するための凹部(84)の
列又はマトリ/ケスを有する。ベースフレーム(82)は典型的には、樹脂混合
物を充填するために、水平面に対し成る角度の傾斜をもって設電される(成るい
は傾斜位置に移動されるように取付けられる。)。ベースフレーム(82)を均
一に加熱するための蛇紋石バスを決定する内部液体導管(86)が、凹部(84
)に隣接して延びる。これらの各凹部(84)は、低部シール用リング(88)
を収容する。リング(88)内に於いて、ガラス製又は金属製光学的型(90)
の低部が位置する。型(90)は凹部(84)のベースに成るいはベースフレー
ム(82)のショルダー内にしつかり据えられる。低部の型(90)の厚みは、
プレス(80)を閉じt;時にプレス(80)内に型(90)の上面が正確な位
置関係で存し、予め決められた公称面を与えるような厚みである。その結果、そ
れはアイガラスの一方の面(例えば凹面)を決定腰アイガラスの厚みを決定する
しっかりとした基準となる。各低部シール用リング(88)は、システムに充填
さす液体樹脂を通すl;めの半径方向の溝(89)を含む。
対となっているもう一方の上部フレーム(94)も又、比較的塊状で金属製の構
造物が構成され、ベースフレーム(82)の一端に沿って存するちょうつがい(
96)に取付けられる。これにより、ちょうつがいの軸のまわりで開閉すること
が出来る。尚、ここではちょうつがいの軸は、アセンブリーを傾斜させた時の低
部側の端に存する。
クランプ(98)がちょうつがい(96)とは反対側のエツジに沿って取付けら
ね1、上部フレームが閉じられた時1こ上部フレーム(94)をベースフレーム
(82)上lこ平行の位置関係でしつかり固定する。上部フレーム(94)は、
ベースフレーム(82)内の凹部と同様に配置された開口!(100)の列を含
む。そして内部導管(102)がこれらの開口部(100)に隣接する蛇紋石パ
スを決定する。各開口部(100)には、上部シール用リング(104)が側辺
状に取付けられ、リング(104)内に於いて上部光学型(106)が据えられ
、これはシール用リング(104)に対し弾性的可動的である。低部光学型(9
0)に面する上部光学型(106)の面は、アイガラスレンズの上部面(例えば
凸面)を決定する。上部光学型(106)の上面は、以下詳細に説明するように
、圧縮力を受けるために実質的に平面が好ましい。上部7レーム(94)がペー
ス7レーム(82)上lこ於いて閉じられた時に、入口導管(107)がフレー
ム(82)と(94)、及び型の組(90)と(106)の間の内部空間内まで
延びる。周辺うね(108)は、プレスが閉じらねた時にプレス(80)の周辺
内部をシールする。
上述したように樹脂ディスペンサー ノスデム(+10)は、予め決定された樹
脂混合物を入口導管(t 07)を経て上部7レーム(94)とベースフレーム
(82)との間の空間内にアセンブリーを傾斜位置にすることにより供給するの
に使用される。ちょうつがいが付けられた上部フレーム(94)がしっかり留め
られクランプで締められて一定の空間が与えられた時に、混合物は側辺うね(1
08)によりプレス(80)の境界内に閉じ込められる。
130”F−140°Fの水を供給する・・熱水源(112)は、70−コント
ロール(114)を通ってベースフレーム(82)と上部フレーム(94)内の
各内部導管(86)と(102)まで延びるライン(113)に連結される。フ
ローコントロール(114)は手動でコントロールしてもよいし、予め決められ
た時間にプレス(80)及び内部樹脂システムを加熱し始める従来のタイプの自
動タイマーによってフントロールしてもよい。
上部フレーム(94)の上部側に、空気圧コントロール(122)を経て空気圧
#(120)に連結されたシリコーン空気袋(l l 8)が配置される。シリ
コーン空気袋(118)は、上部フレーム(94)の上面と上部半ユニットのま
わりの堅固なプレート(124)との間の空間内全体を通して延び、各上部光学
型(106)の上部平面に接する。
その結果、空気袋(l l 8)内を加圧すると、均一な圧力が上部光学型(1
06)上にかけられ、それらを低部光学型(90)の方へ押しやる。
上部フレーム(94)をベースフレーム(82)上にて閉じ、フレーム(82)
と(94)の向かい合う面間にある側辺がシールされた空間が正確に維持される
ようにクランプ(98)をしっかり締めた後に、図6〜8のシート成形プレス(
80)のキャスチング操作が始められる。このような位置に於いて、上部シール
用リング(104)は低部シール用リング(88)に対し圧せられる。尚リング
(88)は半径方向に延びる導管(89)を備え、これは光学型(90)と(1
06)との間の空間内に樹脂を通すための流路を提供する。フレーム(82)と
(94)との間の空間はちょうつがいの付いた端から上方向に傾斜しているので
、計量された量の樹脂を充填する場合、これはディスペンサーシステム(110
)から低部エツジの入口導管(107)を通して供給される。次いで、向かい合
う光学型(90)と(106)との間の各空間を含む内部空間を樹脂で充填する
に伴いそのレベルは上昇し、内部空間全体が充填されるまで樹脂を充填する。(
周囲温度が60’F以下でなければフレーム(82)と(94)は加熱する必要
は無く周囲温度で)充填すると同時に、樹脂中に運ばれた気泡が上部エツジまで
上昇し、クランプの付いた端に存するオーバーフィル(Overfill)チュ
ーブ(126X図7)から排出される。充填している間、シリコーン空気袋(1
18)は実質的に加圧されない。上部光学!(106)の上部シール用リング(
104)内への噛み合わせは、上部シール用リング(104)と上部光学型(1
06)の充填する際の移動を制限する一助となる。
次いで、充填空間内の樹脂を前述の時間、圧力及び温度条件下にゲル化させる。
数多くのレンズを単一シートでキャストする場合は、気泡を除くためにディスペ
ンスする前に樹脂を脱気するか、成るいは真空で引っばるのが望ましい。好まし
くはプレス(80)は、キャストされるレンズ内に塵や他の微細な不純物の取込
みを避けるためIζ清潔な室条件下に操作される。
ゲル化が実質的に完了後、空気圧コントロール(122)をllli節してシリ
コーン空気袋(118)をより高い一定レベルに加圧する。上部フレーム(94
)と堅固な板(94)との間に封じ込められると、シリコーン空気袋(11g)
は上部光学型(106)を均一に下方へ圧する。同時に、熱水源(112)から
熱水が70−コントロール(114)により導管(86)と(102)内に送ら
れ硬化レベルまで昇温する。温度及び圧力は、特定の組成物に対して選択された
単一レベル又は2レベルの硬化サイクルに応じて維持される。硬化後、上部フレ
ーム(94)はクランプを緩めて解放され、ちょうつがいを開いて、ウェブ(w
eb)材料で相互連結されたキャスト半完成品ブランクシートが暴露される。
この配置により単一硬化サイクルでも複数のレンズをキャスト出来るだけでなく
、型内塗装が予め行われていなかった場合、シートの各サイドがシートの形状の
ままその後の耐摩耗性塗料による塗装が出来るので、更に亦工に際しても有利で
ある。更に、塗装後に於いては、個々のレンズは他の方法より遥かに容易にカッ
トされバリ取りすることが出来る。レンズが塗装されていない場合、パリ取り操
作の際に発生する塵を液体手段を用いてより注意深く除去する。
均一に色味付けしたい場合は、所望に応じ塗装の前、又は後に、色味剤がレンズ
シートの一面又は両面に塗装される。
図9は、ゲル化完了後に複数のレンズブランクを所望の程度まで同時硬化さすた
めの水浴硬化システムの広域図である。図1〜5に具体的に示されるように、個
々のハンガー(+54)上の個々(7) ! ユニット(152)の積み重なり
は、フレーム(158)内の水平軸に平行なスライドバー(156)上に配置さ
れる。尚、フレーム(158)は、上記型ユニy ト(152)の積み重なりに
接する両端が固定されている。フレーム(158)上のピストン(160)及び
ドライブシリンダー(162)は、フレーム(158)に対し可動的であり、圧
力がピストン(160)によって上記積み重なりに加えられる。尚、圧力は、柔
軟な圧力ライン(163)を経て手動調整可能な圧力コントロール(164)に
より加えられる。明らかなように、あらゆる広範な製造コンベヤー及び加工段階
が用いられるが、これらは任意のものであり本発明には重要ではないので簡単に
記載するに止める。フレーム(158)は、2段階硬化の場合、ゲル化領域から
第1水タンクに、次いで第2水タンクまで手動で操作し得る。しかし、フレーム
(158)を浸漬位置まで下げて、リニヤ−又はロータリー形式の自動コンベヤ
ーシステムを使用してよい。同一の圧力コントロール(+64)を、1本の長い
柔軟ライン(1,63)を使用して1本の与えられたドライバーシリンダーぐl
62)に接続しておいてもよいし、或は各段階でそれぞれ別々に接続してよい。
型ユニッ1−(152)の積み重なりを備えたフレーム(+58)は、セントで
或は個々に、多異なる段階中を進み加圧される。他の操作システムは、当業者に
は容易に想到される。
しかし本例では、巣−の水タンク(165)を使用し、2つの異なる硬化段階を
行うために異なる温度の水が水タンク(165)にポンプで送り込まれる水浴硬
化システム(150)を示す。タンク(165)は、浸漬された温度センサー(
166)及び外部インジケータ(+68)を含む。これによりオペレータは、コ
ントロール(170)で手動調整される浸漬ヒーター(169)又は冷却水源(
172)を必要に応じ使用して、正確な制御を行うことが出来る。或は、水をタ
ンク(165)中、所望温度で連続的に循環させてもよいし、大容積タンクを使
用し連続的に撹拌して局部温度を安定させてもよい。
しかしこの簡略化しt−例では、異なる硬化温度が要求される場合、フレーム(
158)と型ユニット(+52)それ自体を移動さす替わりに、第1及び第2予
備タンク(176)と(180)を使用して水を替える。尚、第1及び第2予備
タンク(176)と(180)は、手動制御される別々の双方向性ポンプ(17
8)と(182)によりタンク(165)に接続される。即ち第1硬化段階では
、所望温度範囲に予加熱された水が第1予備タンク(176)からポンプ(17
8)を経て送り出され、所望レベルまでタンク(165)を満たす。この段階が
完了すると水は第1予備タンク(176)に引き戻され、第2ポンプ(182)
が作動し、より高温の水が第2予備タンク(180)から送り込まれタンク(1
65)を満たす。オペレータは、浸漬ヒーター(170)と水源(172)を使
用して精密に温度を維持出来る。
図9に示すように各型ユニット(152)への入り口は、すべて共通して1本の
充填マニホールド(186)から個々のスプルー(188)を経て与えられる。
所望によりこれらは、元の位置を維持したまま少なくとも第1硬化段階中、型入
り口が分離される。しかし樹脂システムはゲル化後には適度の固体性を有する。
そして、全体的に圧力がかけられ型ユニット(152)が十分接触していれば水
の侵入を防げるような、充分の圧力を加える。
理解し易くするために、タンク(165)は単一ユニットのみを示す。適正な位
置に配置された数多くの型の積み重なりを同時に又はM統的に収容するために、
遥かに大きなタンクが使用出来ることは明らかである。しかし水硬化の有利性は
この例から明らかである。
−炭水を加熱すれば、エネルギー要求量は小さい。水は加熱に使用されるだけで
なく、熱だめとしても働く。その結果、発熱の放散が容易に行われる。実質的な
過大加熱及び局部的な過大加熱は、非常に好ましくない。
図1Oは、別のスライドアセンブリー(220)を示す。これは、図1〜5及び
9で示されるシステムに使用出来る。上述のように、各スライドアセンブリー(
220)は縦軸方向に延長された延長フレーム(46’)を有する。この縦軸方
向は、図1に於いてドア(42)を通ってオープン(40)内に送られるように
アセンブリー(220)が加熱システム内に送られる経路に沿う。縦棒(48″
)は、フレーム(46″)の縦軸に平行に中心線の両側に配置される。一般にシ
リンダー形の個々のキャスチング型ユニット(50’)は、フレーA(46′)
上の支持ベース(49’)に沿った縦溝上に据えられる。口γド(48′)に吊
り下げられた個々のスライドセパレーター(51’)が交互に配置される。各セ
パレーターは、はぼ中心に配置されたスペーサーりング(52’)を有する。こ
れは、中心軸に沿って内反対方向にセパレーター(51’)から突出し、隣接す
るガラス製又は金属製の型ユニット(50’)と噛合う。型ユニット(50″)
は、リテーナ−リング(70’)及びガラス製又は金属製の雄及び雌の型(76
’)ト(78′)を含み、これらの型はリング(70’)の両度対側に据えられ
る。
ショアー硬度40〜80のシリコーンパッド(200)が、スライドアセンブリ
ー(220)の一端に配置される。シリコーンパッド(200)は圧縮支持体と
して働き、型ユニット(50’)を直立位置に維持する。大きなスペーサー(2
02)が、シリコーンパッド(200)と個々の型ユニット(50’)の積み重
なりの一端との間に配置される。シリコーンパッド(200)は大きな熱膨張係
数を有するので、スライドアセンブリー(220)が硬化サイクルで加熱された
とき、型ユニット(50″)は更に加圧される。このようなことから、スライド
アセンブリー(220)内lこシリコーンパッド(200)を使用すれば有利で
あることを見いだした。シリコーンパッド(200)の替わりにスプリングを、
スライドアセンブリー(220)の一端に使用してよい。
型ユニット(50’)は、親ねじ(206)により調整可能な圧力下に適所に配
置される。尚、親ねじ(206)は、シリコーンパッド(200)とは反対側の
フレーム(46’)の一端に据えられる。親ねじ(206)の一端が、第1の積
層体型ユニット(50’)を押す。ハンドル(図示せず。)又はトルクレンチ(
208)が親ねじの突出した一端に接続され、硬化サイクル中時々、個々の型ユ
ニット(50’)の積み重なりを加圧するのに使用される。型ユニット(50’
)に加えられる圧力の大きさを間単に且つ直接調整出来、また制御出来るために
、トルクレンチ(208)を使用して種々の応力及び圧力をかけるのが有利であ
ることを見いだした。親ねじ(206)を、単一段階の硬化サイクル中20〜3
0分の間隔で型ユニット(50つに対し締める。
その結果、型(76’)と(78’)は、ポリマーシステムをしっかり固定する
。はぼ40〜45分のゲル化後、即ち組成物が堅いゲル状になった後に、約20
インチ−ポンド(in−1bs)のトルク(これは、この構造物に於いては約1
2.5psiと等価である。)を、型ユニット(50゛)に対して周囲温度で維
持する。この時点で、スライドアセンブリー(220)をオーブン中に設置し、
175〜185’Fで単一硬化サイクルを行う。そして上述のように、トルクレ
ンチ(208)を使用して圧力を徐々に増大させる。スライドアセンブリー(2
20)がオーブンのような中で加熱される時でも、短時間の接近でトルクレンチ
(208)を十分手動調整出来、型ユニット(50’)を加圧することが出来る
。トルクレンチのような手動調整は、レンズキャスチング物のエツジのしわより
を無くすので、型へのキャスチングに対して、よりマツチすることが判った。圧
力が型ユニット(50’)に対して規則正しく且つ度々調整されるので、キャス
チングの収縮速度は補われ、型はキャスチング物と優れた接触をする。
以下、g!施例で本発明を更に具体的に説明する。
実施例!
1500〜5200の分子量、25℃で1.12の比重、25℃で440c、p
、s、の粘度、液体で1.5412の屈折率を有するポリエステル樹脂系を使用
する。その系は、18重量%の軟質ポリエステルと28重量%ないし40重量%
(本実施例では37重量%)のスチレンを含有している。本実施例のベースポリ
エステルは、シルマーディビジョン(S ilmar D 1vision)の
”5−40”を使用し、軟質樹脂は同様にシルマーディビジョンの”D 658
”を使用した。該組成物の100重量部と、フェノキシエチルメタクリレート(
サート?−(Sartomer)340サ一トマー社)の10重量部を、“CA
DOX M−50”、ノーリーケミカル(Noury Chemical)によ
りその商標名で供給されるメチルエチルケトン(MEK)過酸化物溶液の1゜2
5重量部とともに混合した。該混合物を、肩囲温度で完全に混合し、グラスモー
ルド表面およびシリコンガスケットを有し、積層形状に配列された各光学眼鏡モ
ールド中−1大気圧でキャストした。該組成物は、容易に流動し、76mm直径
のモールドを完全に充填した。
モールドを充填後、積層のモールドを、室温で初期ゲル化中、12分間、2.5
psiの圧力をかけた。キャスティング物が表面硬化C:非粘着の状態に達した
後、モールドを炉の中に置き、温度を140”Fまで上げt;。約3インチ直径
のモールド表面に圧力をかけ、約5゜8psiまで増圧し、その圧力を約90分
間サイクルが完結するまで維持した。次に、キャスト成形品を冷却し、モールド
を分離した。
そのとき、わずかに衝撃を与えるだけで、成形品をモールド表面から分離でさた
。180°Fで4時間後硬化し、完全に重合することにより、高硬度と均一硬度
を得た。
検査したところ、得られた半製品である光学レンズブランクは、正確に形成され
た凸状表面、輝き、無色の透明性を有しており、気泡および縦じわはなかった。
それは1.56の屈折率、1.19の比重を有していt;。それを眼鏡レンズの
輪郭付および仕上げを専門とする光学規格研究所へ提出し、そこの、研磨要因に
対する応答性は、通常の5ステップ輪郭取り、粉砕および研磨工程を、1回の輪
郭取り工程と、わずか2つの粉砕/研磨ステップに減らすことができたというよ
うなものであった。さらに、厚さ2111111の粉砕、研磨レンズ製品は、標
準5/8”直径のスチール製ポールを使用した標準4フツトドロツプポールテス
ト(foot 5rop ball test)に耐えた。耐衝撃性は67ノト
ドロツプテストに耐えるにも十分であった。
実施例1の操作を繰り返したところ、同様の結果が矛盾なく得られ、しかも加工
操作は本質的に安定15ており、半製品である眼鏡ブランクの収率Iこ関しては
90%を超えるよいものであり満足なものとなると判明した。耐摩耗性付与のた
め、商業的にも実験的にも利用可能であるコーティングを施した。このコーティ
ングは、ディッピング、スプレーあるいはスピンコーティングで、容易に付着し
た。
実施例2
アッンユランド(Ashland)のペースポリエステル樹脂”A”の98%を
使用して、実施例1の全工程を実施した。このベースポリエステルはスチレンを
28重量%含有しており、適当な耐久性と靭性を有しているものの、柔軟剤自体
は全く含有していない。
結果として得られた製品は、1.56の屈折率、光学的透明性、適当な?#撃力
以上に絶える強さ、および匹敵する加工安定性を有していた。
実施例3
7ニノキシユチルメタクリレートの割合を変えた以外、上記実施例113よび実
施例2の成分、加ニステップを使用した。以下の事が観東された;光学明度、高
耐衝撃性、高屈折率を有し、光学欠陥のない最高条件がアクリル10重量%で得
られた。
実施例4
ゲル化後の硬化温度を増大させると、硬化サイクルが短くなった。
しかし、一段階硬化中に発生する発熱のために、温度レベルが過度のものになり
、望ましくない破壊効果が生じるという困難性が生じうる。このことは、部品の
厚さが、一箇所以上の領域で、本質的である場合に、特に当てはまることである
。それ故、特に、半製品であるレンズブランクおよび規定レンズにとっては、実
施例1に述べたような手順を使用するときは、最適安定条件は、ジオプトリー0
゜5.2.25.4.25および6.25に矯正するためには、約1.25重量
%の触媒で130°Fないし140°Fで硬化させることであることがわかつ。
そして、
A、、120°Fで、硬化時間は数時間以上必要とした。
8.130°Fで120分硬化する条件は、よりラジカルな曲率(radica
l curvatureX例えば8.25ないし10.25ジオプトリー)によ
り適していた。
C,150°Fでは、時々黄変がおこる傾向があり、硬化禁止が生じ、特にガス
ケットあるいは保持器lこ近い領域において、時々キャスト成型品に縞が見られ
、モールドからの分離に問題があった。激しい発熱反応のため、モールドから離
れてキャストレンズの中心に向けて引っ張られようとするが、キャスト表面はモ
ールドに付着する傾向があるので、結果的に亀裂が生じる。
D、165°Fで光学レンズブランクを硬化させると、上記したような典型的な
結果、すなわちレンズ縞、硬化禁止、黄変および他の不満足な光学特性とういう
結果になる。
実施例5
スチレン含量を変化させること以外、シルマー”5−40”を用いて実施例1の
成分と加ニステップを使用したところ、以下の点で、28%−30%のスチレン
を含有する場合の方が、代表的に37%を含有する場合より、優れていた;
A、スチレンが約28%より少ないと、ビヒクルは、増粘し、適当にキャストで
きず、気泡を取り込みそしてキャストするのに非常に熱を必要とした。
B、スチレンが約30%より多いと、物性、特に切欠き脆性が、徐々に減少した
。スチレンが40%を越えると、結果として得られる製品は、あまりにも脆く、
耐衝撃試験をパスできない傾向となった。
哀裏旦l
実施例1の手順に従い、シルマー”5−40″を使用し、同様にテストを行ない
、18%の最適範囲との関連において、他の成分と関係のある柔軟性ポリエステ
ルの変動の程度を決定した。以下のことが分かった:
A、柔軟性ポリエステルが15%より少ないと、製品は不適当な耐衝撃性を有す
ることになり、ドロップテストに耐ええなかった。
B、柔軟性ポリエステルが20%以上になると、製品はドロップテストをしのぐ
ことはできるが、重要な硬度およびレンズ加工性を失う事となった。
実施例7
エムイーケー パーオキシド触媒に加えて他の触媒が使用され、匹敵する効果が
あった。77’ F (25℃)におけるゲル時間を16分から4分におとすた
め、0.5から2.5重量パーセントのエムイーケー触媒を用い、実施例1の方
に従って違う実験を行った。
系のコントロールと一貫性のために1.25重量部の触媒を使用することを基本
とした。実施例1の最適組成を実施例1と同じ工程で、触媒量を変化させると以
下の事が観察された:A、(L5重量部の触媒を使用した時、実際ゲル時間と硬
化時間が延長した。しかし触媒をこの分量使用することによって、発熱ダメージ
を受ける危険なしに、鋳物を硬化サイクルの間、高レベルまで熱することができ
た。
B、 1.0重量部の触媒は、最適条件時と比べていくらか長いゲル化時間を要
する。また、工程の一部が周囲の温度レベルに依存するようになる。
C,2,0重量部の触媒では、工程が過度に不安定で、信頼性がなく、また生成
物に光学的な欠陥を招き始める。また、このレベルではガスケット物質からの硬
化阻害の影響を促進しがちである。
実施例8
1重量部の触媒をあらかじめ混合した実施例1の基本のポリエステル溶媒(S−
40ジルマー(S i 1ma r) )を、5重量部のフェノキシメチル メ
タクリレートと5重量部のメチル メタクリレートと共にに使用した。実施例1
と同じ工程で鋳込みを行ったとき、合成される半終了加工品は、バーコル硬度が
50で、要求される4゛ レベルの滴下試験に合格した。これらのコンディジB
ンを様々に変えると以下のことが見られた
A、10重量部のフェノキシエチル メタクリレートの使用は、バーコル硬度を
52まで増加したが、その生成物は滴下試験には不合格であった。
B、 フエキクシメタクリレートを使わず、5重量部のメチルメタクリレートを
使用すると、バーコル硬度は52まで増加したが滴下試験には不合格であった。
C1メチル メタクリレートを6重量部に固定し、フェノキシメタクリレートを
7重量部まで増加させると、バーコル硬度は、48まで下がり、滴下試験4′を
十分満足した。
実施例9
実施例1の基本のポリエステル基剤(“5−40“ジル? −(S i Ime
r) )に5重量部(ポリエステル基剤100に対して)の可撓性ポリエステ
ル(658iこ相当)、7重量部のフェノキシエチル メタクリレート(サルト
マー340 (Sartomer340)サルトマー(Sa r t ome
r)社)、3重量部のメチルメタクリ1/−トおよび、1重量部の触媒を加え、
実施例1に沿ってプロセシングを行った。このときの生成物は、屈折率1.56
、バーコル硬度48で、滴下試験は4’ 、6’のどちらにも合格した。
同じ添加量の可撓性ポリエステルをもちいることによって、以下の結果が観察さ
れた
A 6を置部のフェノキシエチル メタクリレートと51量部のメチル メタク
リレートの使用で、パーフル硬度は44に下がり、滴下試験4′には不合格であ
った。
B 4重量部のフェノキシエチル メタクリレートと5重量部のメチル メタク
リレートの使用で、滴下試験4′に合格し、パーフル硬度は47になったが、滴
下試験6′には不合格であった。
メチルメタクリレートと、約1重量部の触媒をあらかじめ混合し、使用時まで保
存しても危険は全く無いが、混合後1週間程度で光学生成物中にもやもやかでき
はじめる。このアクリルをこのような事態から守るためには、406F程度で冷
やしておくだけでよい。このポリエステル/アクリル系は、UV妨血止特性およ
そ65%で、”CR39”より優れている。しかし、1/1.0%から1i4%
のオクタン酸スズを加えることによって、望むならUV妨血止特性ほぼ100%
まで増加させることもできる。添加しなくてはならないUV妨止物質の量は、黄
変傾向がおこるレベル以下である。
実施例10
分子量1500−5200、比重]、、12(25℃)、粘性440c、p、s
(25°C)、液体での屈折率1.5412である、35重量%のスチレンを
含むポリスチレン樹脂系を使用した。この実施例において、基礎のポリスチレン
はジルマー(S i Ime r)の5−40”である、、100重量部のこの
5−40と、10重量部のフェノキンエチル メタクリレート(サルトマー34
0(Sa r t ome r340)、サルト? −(Sa r t ome
r)社)を、1.0重量部のノウリー化学(Noury Chemical)
から”カドックス M−50” (CADOX M−50) という商標で供給
サレテいるメチル エチル ケトン パーオキシド液とともに結合させた。
混合は、鋳造前の常温(75’F±7°Fに保っている)常圧で、ガラスの鋳型
表面と/リコンのガスケット部を持ち、積み重ねて置かれt;個々のガラス鋳型
を通して混合した。ガラス鋳型表面は予め摩滅防止、UV硬化性のコート剤(パ
ーマクリアー (PermaCl e a r) ; ンヤーウイン ウィリア
ムス(5)B4rwinWi l l i ams)社)でコートし、UV照射
下に2秒間さらした。
この混合物をすぐに直径76mmの鋳型へ流し込み、鋳型を満たした。fs型を
満たした麦、最初のゲル化の間、重ねた鋳型に室温下で2.5psiの圧力を1
5分間かけた。鋳物の表面状態が堅くなり、粘着性が消失した後に、約117’
F、少なくとも110°Fから120°Fの範囲内に保ったオーブン内に鋳型を
置いた。直径約3インチの鋳型表面lこ対する圧力を約5ps iまで上昇させ
、硬化過程の最初の段階が終了するまでの約30分間保った。圧力を取り除き、
鋳型を180°Fから190″F、名目上180°Fに保った第2のオーブン中
に置いた。直径約3インチの鋳型表面に対する圧力を1Ops iまで上げ、第
二硬化段階の終了するまで約1時間、この圧力を保った。圧力を再び除き、鋳造
物は冷めるまで放置し、単に光の衝撃だけで鋳型表面からはがれる部分とともに
鋳型からはずした。レンズ上のコート剤は完全に硬化させるため、それぞれ約1
分間のUV照射に2度さらした。
検査の結果、上記のようにして供給されj;光学レンズの半加工品は正確な凸型
をもち、美しく、水のような透明度で、泡やすしもなかった。このレンズの屈折
宝は1,565、比!1.19であった。
そして、このレンズを眼鏡レンズの輪郭取りと仕上げを専門とする光学規格研究
所に委託し、そこでは摩耗要素に対する応答性は、通常5段階の輪郭形成作業−
研削し、研磨する作業−を1段階だけに減らすことが出来、それ以上の研削/研
磨は必要ないということであった。さらに、研削と研磨を行った2mm厚のレン
ズは、標準の直径5/8″の鉄球を使用した標準4フィート落下球試験に耐えた
。
衝撃抵抗性も6フィート落下球試験に耐えるに十分であった。
実施例1を繰り返して行ったが、同じ結果が一貫して得られまた、工程の結果は
非常に安定しており、高収率でレンズ材を供給するということが特記された。
実施例11
鋳型をオーブン中よりは水槽タンクの底付近に設置した堅いプラスチック板上に
水平に一層に置く以外は実施例10の手法に準じた。
水温は115°Fに保った。直径約3インチの鋳型表面に対する圧力を5psi
まで上昇させ、最初の硬化サイクルが終了するまで約30分間保った。圧力を除
さ、鋳型のユニットを180°Fに保った第二水種へうつした。鋳型ユニットを
含む棚を直立させ、水槽タンクの底付近に設置舌プラスチック板上に垂直に置い
た。水量は鋳型を含むラックが完全に覆われるレベルである。直径3インチの鋳
型表面に対する圧力を10psiまで上昇させ、第二硬化サイクルの終了するま
で1時間保った。その後鋳造部分は冷えるまで放置した。光の衝撃のみによって
鋳型表面からはがれる部分と共に鋳ををはずした。レンズのコート剤は実施例1
0のごと<、UV照射にさ検査の結果、上記のようにして供給された光学レンズ
の半加工品は正確な凸型をもち、美しく、水のような透明度で、泡やすじもなか
った。このレンズの屈折率は1.565、比重1.19であった。
そして、このレンズは眼鏡レンズの輪郭づけと仕上げを専門とする光学規定研究
所に委託し、そこで摩耗要素に対する応答は、通常5段階の輪郭形成作業−研削
し、研磨する作業−を1段階だけに減らすことが出来、それ以上の研削/研磨は
必要ないということであった。さらに、研削と研磨を行った2mm厚のレンズは
、標準の直径5/8″の鉄球を使用した標準4フィート落下球試験に耐えた。衝
撃抵抗性も6フィート落下球試験に耐えるに十分であった。
実施例1を繰り返して行ったが、同じ結果が一貫して得られまた、工程の結果は
非常に安定してiiす、欠陥のないレンズを高収率で供給するという点で工程が
安定しているということが特記された。
実施例12
ゲル化後の硬化温度の上昇により、硬化サイクル時間が減少する。
しかし硬化時に起こる発熱により過度の温度上昇がおこり望ましくない破損が起
こる困難はありうることである。こ、のことは特に、厚い部分、■あるいはそれ
以上の箇所で実際起こり得る。このように特に半完成レンズ材と規格レンズは、
110’Fから120°Fで30分間硬化し、その後0.5.0.25,4.2
5.6.25. 8゜25.10.25そして12.25ジオプトリーに補正す
るために180’Fから190°Fで1.0重量部の触媒とともに硬化すること
によって安定した性質が保たれることがわかった。
実施例13
エムイーケー パーオキシド触媒に加えて他の触媒が使用され匹敵する効果があ
った。77°F(25°C)におけるゲル時間を16分から4分におとすため、
0.5から2.0重量パーセントのエムイーケー触媒を用い、実施例10の方に
従って違う実験を行った。実施例10および11の手順に従うときに系のコント
ロールと一貫性のために1.25重量部の触媒を使用することを基本とした。実
施例10.11の最適混合物を実施例10.11と同じ工程で触媒量を変化させ
たものを試験すると以下の事が観察されたA、0.5重量部の触媒を使用したと
きゲル化時間および硬化時間は実際延長した。しかし、この割合の触媒の使用は
発熱ダメージを受ける危険なしに硬化サイクル中、鋳造物を高温に熱することが
できるようにする。
B、 1.25重量部の触媒は、工程を過度に不安定で信頼性のないものにし、
生成物に光学的な欠陥ができはじめる。
C,2,0重量部の触媒は、工程を過度lこ不安定で信頼性ないものにし、生成
物に光学的な欠陥ができはじめる。また、このレベルでは、ガスケット物質から
の硬化阻害の影響を増加しがちである。
実施例14
個々のガラス鋳型は最初にあらかじめ摩滅抵抗性のコート剤でコートした。凹面
の鋳型は脱イオン空気をすみずみにいきわたらせI;フードの下のろくろのホル
ダー上へ鋳型の表面が上になるよう置いた。およそ5ミリリツトル(ml)のイ
ングロパ/−ルを鋳型表面を清浄にするために、鋳型の中央から始め端まで移動
させ、その間約15秒間あるいは、溶液の総てがとばされ、あるいは蒸発するま
で鋳型を回転させながら鋳型表面Jこ作用させた。約2.5mlの紫外線(UV
)硬化性コート材(150B、レンズ テクノロジー(Lens Techno
logy))を、鋳型表面全体が覆われるように鋳型に流し込んだ。コート剤を
含んだ鋳型を45秒間回転させた。コートされた鋳型表面を、コンベヤーベルト
に載せ、清浄度とコート剤のカバー範囲の検査をしたのち、UV硬化性コート剤
の重合を完全にするな粕二約6秒間、UV硬化機のなかでUV照射にさらした。
コートされた鋳型は、脱イオン空気流中を2秒間通した。
分子量1500−5200.25℃における比重1.12.25℃における粘性
440 c、p、s、液体での屈折率1.5412であるポリスチレン樹脂系を
使用した、この樹脂は18重量%の可撓性ポリマーと約351を量%のスチレン
を含む。この実施例において基礎のポリエステルはジルマーデビジョン(Si
1mer Divi−sion)の”5−40”であり、可撓性樹脂はジルマー
デビジョンの”D658″である。100!量部のこの5−40と、10重量部
のフェノキンエチル メタクリレート(サルトラ−340;サルト2− (S
a r t ome r)社)を、1.0重量部の7ウリー化学(Noury
Chemical)から“カドックスM−50”(CADOX M−50)とい
う商標で供給されているメチル エチル ケトン(MEK) バーオキシド液と
、0.2の1%チバガイギー(Ciba Geigy)社のUV防止剤である1
%のティヌビン(Tinuvin)ともに結合させた。混合は、鋳造前の常温常
圧で、ガラス鋳型表面でシリコンのガスケット部を持ち、積み重ねて置かれt;
個々のガラスの鋳型を通して行われた。この混合物をすぐに直径76mmの鋳型
へ流し込み、鋳型を満たした。
鋳型を満たした後、組成物はでゲル化させるために常温に置いた。
積み重ねた鋳型は鋳型に組成物を流し込んだ後手で鋳型上部のねじを絞めること
によって2.5psiの圧力をかけて常温(室温)(75°F±8’ F)に4
5分分間−た。45分後トルクレンチで鋳型上部のねじを操作して直径3インチ
の鋳型表面に対して12.5psiの圧力がかかるようにした。
積み重ねた鋳型を180°Fのオーブン中に2時間の硬化サイクルのために置い
た。この2時間硬化サイクル中、直径3インチの鋳型表面に対する圧力を上げる
ために、トルクレンチを使い、2時間1806F硬化サイクルの最初の20分間
、鋳型をオープンに入れる前に直径3インチの鋳型表面に対して12.5psi
の圧力をかけ、上記のごとく、15.8psiを次の30分間に21.6psi
をその次の30分間に、そして、25.8psiの圧力を40分間かけた。上部
ねじがしっかりと鋳型のユニットの圧力をを保つように、20から30分の間隔
で開いたオーブンのドアーから挿入したトルクレンチを使用して上部ねじを手作
業で絞め直しI;。
鋳造物はその後冷えるまで放置され、エアハンマーを使用したときに鋳型表面か
ら剥がれる部分と共に脱イオン空気中で鋳型を外した。レンズの追硬化は行わな
かった。
検査の結果、上記のようにして供給された光学レンズの半加工品は正確な凸型を
もち、美しく、水のような透明度で、泡やすじもなかった。このレンズの屈折率
は1.565、比重1.19であった。
そして、このレンズは眼鏡レンズの輪郭取りと仕上げを専門とする光学規格研究
所に委託し、そこでは摩耗要素に対する応答性は、通常5段階の輪郭形成作業−
研削し、研磨する作業−を1段階だけに減らすことが出来、それ以上の研削/研
磨は必要ないということであった。さらに、研削と研磨を行った2mm厚の生成
物は、規格の直径5/8”の鉄球を使用した標準4フィート落下球試験に耐えた
。
衝撃抵抗性も6フィート落下球試験に耐えるに十分であった。
実施例14を繰り返して行ったが、同じ結果が一貫して得られまた、満足される
半加工眼鏡レンズ材の収率が非常に高いという点で工程が安定しているというこ
とが特記された。樹脂中の泡は、混合時の注意で、底混合システムや、バキュー
ムを使用することによって除くことができるということが解った。表面の色合い
も簡単に付けることができる。
慧
これらの結果からフェノキシエチル メタクリレートがスチレンの粘度をさげる
ため、高粘度のポリエステル基剤は鋳型中に均一に流れるということは明らかで
ある。アクリルエステルの七ツマ−は、ポリエステル系と架橋し、予期せぬレベ
ルの強度と硬度を与える。
また、鋳造過程は一定の条件の範囲内では安定しており高収率をあげる。このよ
うに鋳型への付着が無く、泡やすじができず、再現性のある結果はポリエステル
系に関する広く以前の研究結果からは予期出来なかったかったことである。また
、この硬化重合体生成物は堅いがもろくないという性質から、仕上がりと磨き応
答性において独特であると芯われる。従って、輪郭付は時あるいは磨き剤で研磨
した時に微小な粒子が分離されても、結合性や付着性はほとんど変わらない。こ
のことは、規定表面がなぜこれまで必要だったよりも少ないステップで成形、仕
上げが可能なのかということを説明するであろう。また、他の実験ではサンプル
を通常の要求度をはるかに越える極端な滴下試験に供したら、鉄球が周囲の構造
に割れ目を作らず全く円い穴を残して通りぬけるということがしばしば見られた
。
これは基本的な堅さ、強さ、および低い切り欠き感度をもつが、この物質は単に
かかった力のレベルが過度なときに切れるということの結果である。
これまで本願発明にしたがった様々な形状や、変形を上記実施例中、また図面で
述べたが、本願発明はそれらに限定されるものではなく、請求項の範囲内の様々
な変形、方法を含むものと認識する。
FIG、 3
FIG、 4
FIG、 5
国際調査報告
VL Cont’d。
IV、Claims 47−51 to two stage method
vf casting+*ultlple eyeglass element
s。
V、Claims 52−72 to apparatus for cast
ing mulHpleoptical 1ins。
VI C1al+++s 73−78 to apparatus for c
asHng mulHpleoptical 1ens。
VH,C1asses 79−81 to 1iquid bath for
curingmu+tlple 1ens。
Claims (81)
- 1.硬化性組成物に基づいて (a)主成分として不飽和ポリエステル;(b)エチレン系不飽和基を有する芳 香族エステル約6〜12重量部;および (c)有離ラジカル触媒約0.5〜2重量部;を含有するメガネ用レンズ製造用 硬化性組成物。
- 2.不飽和ポリエステルが不飽和α,β−ジカルボン酸または無水物およびグリ コールの相互作用により形成される請求項1記載の組成物。
- 3.不飽和ポリエステル樹脂がスチレン約26〜40重量%を含む請求項2記載 の組成物。
- 4.主成分である不飽和ポリエステル樹脂が可撓性ポリエステル約5〜20%含 有する請求項3記載の組成物。
- 5.エチレン系不飽和芳香族エステルが式:▲数式、化学式、表等があります▼ [式中、Rはそれぞれ独立して水素またはC1〜12アルキル;mは1〜6の数 ; およびnは1〜12の数を表す]で表されるモノマーを含む請求項4記載の組成 物。
- 6.エチレン系不飽和芳香族エステルが式:▲数式、化学式、表等があります▼ [式中、Rはそれぞれ独立してC1〜12アルキル;mは1〜6の数;およびn は1〜12の数を表す]で表されるモノマーを含む請求項4記載の組成物。
- 7.エチレン系不飽和芳香族エステルが式:▲数式、化学式、表等があります▼ [式中、Rはそれぞれ独立してC1〜4アルキル;およびnは1〜8の数を表す ]で表されるモノマーを含む請求項4記載の組成物。
- 8.エチレン系不飽和芳香族エステルがフェノキシエチルアクリレートを含む請 求項1記載の組成物。
- 9.エチレン糸不飽和芳香族エステルがエノキシエチルメタクリレートを含む請 求項1記載の組成物。
- 10.メチルメタクリレート3〜6重量部をさらに含む請求項1記載の組成物。
- 11.硬化後メガネ用レンズ組成物が約1.56以上の屈折率を有する請求項1 記載の組成物。
- 12.硬化性組成物に基づいて (a)主成分として不飽和ポリエステル(b)少なくとも一種のエチレン系不飽 和基を有する芳香族エステル約6〜12重量部;および (c)有離ラジカル触媒約0.5〜2重量部;を含有する組成物から形成される 硬化プラスチックを含む、成形したメガネ用レンズ。
- 13.不飽和ポリエステル樹脂がスチレン約28〜38重量%および可撓性ポリ エステル約5〜20%を含む請求項12記載のレンズ。
- 14.エチレン系不飽和芳香族エステルが式:▲数式、化学式、表等があります ▼ [式中、Rはそれぞれ独立して水素またはC1〜12アルキル;mは1〜6の数 ;およびnは1〜12の数を表す]で表されるモノマーを含む請求項12記載の レンズ。
- 15.エチレン系不飽和芳香族エステルが式:▲数式、化学式、表等があります ▼ [式中、Rはそれぞれ独立してC1〜12アルキル;mは1〜6の数 ;およびnは1〜12の数を表す]で表されるモノマーを含む請求項12記載の レンズ。
- 16.エチレン系不飽和芳香族エステルが式:▲数式、化学式、表等があります ▼ [式中、Rはそれぞれ独立してC1〜4アルキル;およびnは1〜 8の数を表す]で表されるモノマーを含む請求項12記載のレンズ。
- 17.エチレン系不飽和芳香族エステルがフェノキシエチルアクリレートを含む 請求項12記載のレンズ。
- 18.エチレン系不飽和芳香族エステルがフェノキシエチルメタクリレートであ りレンズが少なくとも約1.56の屈折率を有する請求項12記載のレンズ。
- 19.(a)少なくともスチレン40%を含有する重合ポリエステル約84−9 2重量部;および (b)フェノキシエチルアクリルエステル約6〜12重量部を含む鋳造光学生成 物であって該生成物がバーコール硬度47以上および屈折率約156以上を有す る鋳造光学生成物。
- 20.フェノキシエチルアクリルエステルが合計重量約10重量部でバーコール 硬度約48−50および比重約1.19を有する請求項19記載の生成物。
- 21.硬化性組成物に基づいて、それぞれ(a)スチレン約28〜38重量%を 含む、主成分である不飽和ポリエステル, (b)少なくとも一種のエチレン系不飽和基を有する芳香族エステル約6〜12 重量部;および (c)遊離ラジカル触媒約0.5〜2重量部を含む組成物から形成され、屈折率 約156以上である硬化プラスチックを含む成形されたメガネ用レンズ。
- 22. 不飽和ポリエステル樹脂が可撓性ポリエステル約5〜20%を含み、 レンズがバーコール硬度少なくとも46を有しかつ落下衝撃テストに耐え得る請 求項21記載の組成物。
- 23. エチレン系不飽和芳香族エステルがフエノキシエチルメタクリレート約10重量 部および触媒約1重量部を含む請求項21記載の組成物。
- 24. 硬化性組成物に基づいて (a)主成分として不飽和ポリエステル樹脂89重量部、(b)エチレン系不飽 和基を有する芳香族エステル約10重量部;および (c)有離ラジカル触媒約1.0重量部;を含有するメガネ用レンズ製造用硬化 性組成物。
- 25.不飽和ポリエステルが不飽和α,β−ジカルボン酸または無数物またはグ リコールの相互作用により形成される請求項24記載の組成物。
- 26. 不飽和ポリエステル樹脂がスチレン約28重量%および可撓性ポリエステル約1 8%を含みさらに紫外線阻止剤0.2〜1%を含む請求項25記載の組成物。
- 27.エチレン系不飽和芳香族エステルがフエノキシエチルメタクリレートを含 み、紫外線阻止剤が錫オクトエイトを含む請求項26記載の組成物。
- 28.以下の工程: (a)ベースポリエステル樹脂を調製し、(b)ベースポリエステル樹脂少なく とも84重量部とフエノキシエチルメタクリレート少なくとも6重量部および触 媒を混合し、(c)この混合物を周囲温度においてモールド中に注入し、(d) この触媒混合物を周囲温度でゲルかさせ、および(e)この混合物を収縮に対し て補償するようモールドを圧縮しながら硬化させる工程を含む光学生成物の鋳造 方法。
- 29.混合物を加圧下、周囲温度でゲル化させ、硬化を上記周囲温度において3 時間以内維持する請求項28記載の方法。
- 30.ベースポリエステル樹脂を約89重量部、フェノキシエチルメタクリレー トを約10重量部および触媒を上記組成物の0.5〜2重量部含有する請求項2 9記載の方法。
- 31.以下の工程: (a)モールド中に紫外線硬化塗料を塗布し、(b)この塗料を紫外線照射にさ らして、モールド中に混合物を鋳造する前にこの塗料を部分的に硬化させ、(c )加圧下で硬化させた後、モールドからとり出す工程をさらに含む請求項30記 載の方法。
- 32.圧縮力を単一硬化サイクル中、徐々に増加させて最大約6.7psi以下 のレベルにし、収縮に対し補償する請求項30記載の方法。
- 33.ポリエステル樹脂とフエノキシエチルメタクリレートを硬化中約130° Fから140°Fに加熱し、硬化を約90〜120分間行ない、最大圧力を約5 .8〜6.7psiにする請求項32記載の方法。
- 34.混合物を約2.5psiの圧力下でゲル化させ、さらに加圧硬化後モール ドから取出し、昇温下、後硬化させる工程を含む請求項33記載の方法。
- 35. ポリエステル樹脂およびフェノキシエチルメタクリレートを硬化中、約175° Fから185°Fに加熱し、その際、硬化を約60〜120分行ない、圧縮力を 単一硬化サイクル中、約12.5psiから約25.8psiの最大圧力に数増 分的に増加させる請求項31記載の方法。
- 36. 混合物を約2.5psiの圧力下にゲル化させる請求項35記数の方法。
- 37. 硬化中圧縮力を第1硬化サイクルにおいて、約5〜10psiの最大レベルに増 加し、第2硬化サイクルにおいて約10〜20psiの最大レベルに増加させる 請求項30記載の方法。
- 38. 混合物を2.5psiの圧力下でゲル化させ、その際ポリエステル樹脂とフェノ キシエチルメタクリレートを第1硬化サイクルにおいて5〜10psiの圧力で 約110°F〜120°Fに少なくとも30分間加熱し、第2硬化サイクルで最 大10〜20psiの圧力で170°F〜200°Fで少なくとも1時間加熱す る請求項37記載の方法。
- 39.混合物が該混合物に添加する前に触媒と予め混合されているメチルメタク リレート3〜6重量部を含む請求項28記載の方法。
- 40.ベースポリエステル樹脂がスチレン約26%〜約40%を含み、粘度が約 440cps(25℃)を有する請求項28記載の方法。
- 41.以下の工程: (a)整列した幾何学的パターンにモールドを並べ、(b)モールドをスチレン 約26〜40%を含むポリエステル樹脂約84重量部以上の混合物であって、ア クリル樹脂を約6〜16重量部を含む混合物で満たし、 (c)この混合物をゲル化して、周囲温度でモールド中で固化を開始させ、 (d)モールドを加熱し同時に圧縮し、(e)経時的に圧力を最大レベルに増加 させ、(f)完全硬化後圧力を開放してモールドを冷し、(g)プラスチックエ レメントをモールドから分離する工程を含む、周辺保持器内の、それぞれ離れて 置かれた雄および雌モールド部材を有する多数のモールドを用いて、少なくとも 一種の所定の湾曲を有する多数のプラスチック・メガネ用エレメントを同時に鋳 造する方法。
- 42.ポリエステル樹脂が約40%より少なく含有し、この混合物が8〜45分 間加圧下にゲル化される請求項41記載の方法。
- 43.混合物を8〜16分間加圧下にゲル化させ、その際、圧縮用圧力をゲル化 中約2.5psiに維持し、モールドを約130°F〜140°Fに加熱し、硬 化サイクル中圧力を約40分で約5.8〜6.7psiの最大レベルに高め、こ の圧力に硬化が完成するまで維持し、分離したエレメントを約180°Fで約2 時間以上後硬化させる請求項42記載の方法。
- 44.(a)混合物を2.5psi約45分間加ゲル化させ、(b)モールドを オーブン中で約170°F〜200°Fに加熱し、および (c)モールドを加熱しながら、最大圧力約25.8psiまで圧力を徐々に増 加させるプロファイルに従って処理する請求項42記載の方法。
- 45.さらに(a)モールドを約175°F〜185°Fに加熱し、(b)オー ブン中にモールドを設置する前にモールドに対し12.5psiの圧力をかけ、 次いでモールドを約20分間加熱し、および(c)モールドを加熱しながらモー ルドに対する圧力を約30分間15.8psi、約30分間21.6psi次い で約40分間25.8psiに増加する請求項44記載の方法。
- 46.混合物をゲル化し、固化させて硬化状態にする請求項45記載の方法。
- 47.以下の工程: (a)整列した幾何学的パターンにモールドを並べ、(b)モールドをスチレン 約26〜40%を含むポリエステル樹脂約84重量部以上と不飽和芳香族エステ ル約6〜16重量部および触媒約0.5〜2.0重量部を含む混合物で溝たし、 (c)この混合物をゲル化して、周囲温度でモールド中で固化を開始させ、 (d)モールド約110〜120°Fで少なくとも30分間加熱し同時に圧縮し 、 (e)経時的に圧力を増加させながらモールドを約170〜200°Fに少なく とも1時間加熱し、 (f)完全硬化後圧力を開放してモールドを冷し、(g)プラスチックエレメン トをモールドから分離する工程を含む、周辺保持器内の、それぞれ離れて置かれ た雄および雌モールド部材を有する多数のモールドを用いて、少なくとも一種の 所定の湾曲を有する多数のプラスチック・メガネ用エレメントを同時に鋳造する 方法。
- 48.ポリエステル樹脂が約40%より少なく含有し、この混合物が8〜16分 間加圧下にゲル化される請求項47記載の方法。
- 49.圧縮用圧力をゲル化中約2.5psiに維持し、110〜120°Fで部 分硬化させる間中、圧力を約5〜10psiに上げ、180°F〜190°Fで 硬化を完成させる間中、この圧力をさらに約10〜20psiに上げる請求項4 8記載の方法。
- 50.オーブン中でモールドを加熱する請求項49記載の方法。
- 51.モールドを2つの分離した水槽で加熱する請求項50記載の方法。
- 52.(a)整列して配置された多数の光学エレメント鋳造モールドを区切る手 段(該モールドはそれぞれ少なくとも一つの側部通路開孔部、エレメントを区切 る一対の対面およびその間にある弾力ガスケットを有する); (b)直線内のモールド上に同時に同じ圧力がかかるよう鋳造モールドを連結す る手段; (c)モールド全体に同時に圧力を付与し、少なくとも一つの通路開孔部を介し てモールドを充填した後、選択的に適切な圧力を合成樹脂のゲル化および硬化中 に供給するための手段に連結した圧力調整手段;および (d)硬化サイクル中モールドと合成樹脂を加熱するための手段、対面間の弾性 ガスケットを圧縮することによって、硬化樹脂の収縮にもかかわらず、対面を硬 化樹脂間の接触を維持する圧力調整手段(この圧力調整手段は樹脂の初期ゲル化 中、所定の低圧からその後の硬化サイクル間の圧力の上昇のための手段を含む) ;を同時に備えた合成樹脂から多数の光学エレメントを鋳造するためのシステム 。
- 53.モールドがさらに選択された光学修正を提供するために選択された湾曲を 有する一対のモールド対面およびレンズが最終処方に鋳造されるよう最終鋳造厚 さを制限する挿入スペーサーを有する請求項52記載のシステム。
- 54.モールドの幾何学的整列が軸であり、圧力付与手段が、軸に直線的に配置 されたモールドセットの一端に結合した軸的に配置されたピストンおよびモール ドセットの反対端部にある軸の運動を制限するための手段を有する請求項53記 載のシステム。
- 55.圧力付与手段がさらに軸に沿ってモールドを摺動的に支持するためのハン ガー手段および表面区切エレメント間に軸的に圧力を移行させるための、モール ド間に設置された分離手段とを備えた請求項54記載のシステム。
- 56.モールドの幾何学的整列が軸であり、圧力付与手段が軸的に整列したモー ルドセットの端部に連結したリード・スクリューおよびそれらの軸運動を制限す るためのモールド・セットの反対端部にあるシリコーン、パッド手段を有する請 求項52記載のシステム。
- 57.圧力付与手段がさらに所定の軸に沿ってモールドを摺動的に支持するため のハンガー手段、および表面区切りエレメント間を軸的に圧力を移行させるため のモールド間に設けられたセパレーター手段を有する請求項56記載のシステム 。
- 58.軸が水平でモールドが垂直で側部開孔部がモールドのトップにある請求項 52記載のシステム。
- 59.モールド加熱手段がオーブン手段、鋳造手段を移動させるコンベヤー手段 およびオーブン手段中に圧力を生じさせるための手段を有する請求項52記載の システム。
- 60.加熱手段が水浴手段と水浴手段中に圧力を生じさせるための手段を有する 請求項52記載のシステム。
- 61.モールドが平面整列状に配置され、さらに一対の分割したモールド・リテ イナー・フレーム、モールドの各対面に1個有し、該モールドがモールド・リテ イナー内のモールドに樹脂を供給して充填するための、平面整列に沿って配置さ れた側部開孔部を有する請求項52記載のシステム。
- 62.モールド・リテイナー・フレームが水平に対しある角度をもって傾斜し、 下方端部に隣接した樹脂導入口を含み、モールド・リテイナー・フレームが、モ ールド間に離れて設置され、モールド中の側部開孔部が該モールドが樹脂導入口 から充満されるよう底部および頂部エッジに沿って設けられている請求項61記 載のシステム。
- 63.圧力付与手段がモールドとリテイナー・フレームの一つとの間に配置され た流体充填ブレーダーを有し、圧力調整手段がブレーダー中の流体圧力を変化さ せるための手段を有している請求項62記載のシステム。
- 64.加熱手段がリテイナー・フレーム内部の加熱流体用導管を区切る手段およ び該導管内に加熱流体を通過させる手段を有している請求項63記載のシステム 。
- 65.(a)一対のスペースド・アパート、反対側のモールド・エレメントおよ び表面弾性ガスケット(これは、エレメント間に配置された内部リングを含む) を各モールドが有し、かつレンズ・ブランク・モールドがモールド・エレメント に対し直角の標準軸に沿って配置されている、多数の連続的に配列されたレンズ ・ブランク;(b)軸に沿ってかつモールド・エレメントを接触させてモールド 間に介在させる分離手段; (c)軸に沿って、かつ連続的に配置されたモールドの反対側端部と接触しそれ らに圧力を供給するための手段;および(d)モールドに合成樹脂を充填した後 、連続的に圧力を上昇させるための圧力供給用手段に連結するための手段を有す る、合成樹脂から多量の光学レンズ・ブランクを同時に製造するための鋳造用装 置。
- 66.装置がさらにモールドと分離手段を軸に沿って摺動的に支持するための手 段を有し、圧力供給手段が標準軸に沿ってモールドと結合するピストン手段を備 え、継続的に圧力を供給する手段がピストン手段に作用して圧力を変化させる手 段を有する請求項65記載の装置。
- 67.モールドが導管の頂部に配置された導入口を有し、装置が、モールドに合 成樹脂を充填した後、モールドを加熱するための手段を更に含む請求項65記載 の装置。
- 68.加熱用手段が水浴手段を有する請求項67記載の装置。
- 69.加熱用手段がオーブン手段を含み、装置が更にレンズ・ブランク・モール ドをオーブン手段に運ぶためのスライド・アッセンブリー手段を含み、スライド ・アッセンブリー手段がモールドを軸に沿って摺動的に支持するための、軸に沿 って配置された運搬機構を含み、運搬機構がエンドブロックと、オーブン手段中 に軸に沿って移動するように、搬送手段用のオーブン手段に隣接して配置された コンベヤ手段とを含む請求項67記載の装置。
- 70.ピストン手段が流体ピストン手段であり、このシステムが流体ピストン手 段用加圧流体供給手段を含む請求項69記載の装置。
- 71.ピストン手段に連結した延長部材が連続的に配列されたレンズ・ブランク ・モールドとエンド・ブロックに向かって介在する分離手段に作用し、分離手段 を摺動的に支持するための手段が搬送手段上のスライド・レールを有し、分離手 段がスライド・レールから吊り下がっている請求項69記載の装置。
- 72.装置がさらにモールドと分離手段を軸に沿って摺動的に支持する手段を有 し、圧力をかける手段が一方の端部においてリード・スクリュー手段を、他端に おいてシリコーン・パッド手段を有し、連続的に圧力を供給するための手段が、 最初の端部でリード・スクリュー手段に作用する圧力変換用のトルク・レンチ手 段を有している請求項65記載の装置。
- 73.中間板に隣接して相対する一対の分離可能な堅いフレーム手段(このフレ ーム手段−、迫台中にあるときは、開いた中央ギャップ領域のまわりに周囲シー ルを提供する手段を含み、かつ中間ブレーン中の個々の多数のモールドを保持す るための解放した内部手段を含む); フレーム・メンバーの反対側の内部手段中の相対する一対のハーフ・ユニットに 配置された多数の独立モールド(各ハーフ・ユニットは外シーリング・リングと 内部モールドエレメントを含み、モールドはそれぞれ、それらを通して樹脂を流 す手段を有している);フレーム・メンバーに連結した加熱手段;および樹脂を 満たしたとき個々のモールドに圧力を付与するための手段を有する合成樹脂の光 学レンズのシートを製造するための鋳造装置。
- 74.フレーム・メンバーがモールド・ハーフ・ユニットを受けるための反対の 凹部を有し、圧力付与手段がモールドの最初の側に配列され、モールドの反対側 のフレーム・メンバーがモールド圧力に対し限界位置を提供する請求項73記載 の装置。
- 75.モールド・ハーフ・ユニットが迫台中で弾性シーリング・リングを有し、 セントラル・ギャップ域で放射状導管手段を有し、加熱手段がフレーム・メンバ ー中で導管を区切る手段および加熱流性を導管を通過させる手段を有する請求項 74記載の装置。
- 76.圧力付与手段がフレーム・メンバの一つとモールドとの間に配置された可 撓性のブレーダー手段と、可撓性ブレーダー手段を加圧するための手段を有する 請求項75記載の装置。
- 77.ブレーダー手段が、シリコーン製であり、加圧手段が調節された空気圧を ブレーダー手段に供給するための手段を有し、フレーム手段が付与された圧力下 では実質上生じないブロード・フェイス・ウォールを有する請求項76記載の装 置。
- 78.シーリング・リングが弾性材料製で、モールド・エレメントを収容するた めのショルダーを有し、フレーム部材が一方の側で導入口開孔部を、反対側で溢 流開孔部を有し、導入開孔部を溢流開孔部より低い位置で充填して持ち込まれた 泡が溢流開孔部に向けて上昇するように水平に対して相対的に傾斜させており、 さらにその一方の側に沿ってフレーム部材に連結しているヒンジ手段およびその 反対側に沿ってフレーム部材に連続したクランプ手段を有する請求項77記載の 装置。
- 79. (a)多数の独立したモールド・ユニット;(b)移動可能な支持部材とこれに よって支持されているモールド・ユニット; (c)移動可能な支持部材が端部に取り付けられている第1および第2端部を有 するフレーム、 (d)フレームの第1嬬部に取り付けられているモールド・ユニット上に圧力を 付与する手段、および(e)容器加熱手段中に入れられている液体およびこの容 器中の液体加熱手段中に配置されたモールド・ユニットを含んでいるフレーム、 を含む多数のレンズ・ブラングを同時に硬化させるための液浴硬化システム。
- 80.加熱水を含む第1および第2リザーブ・タンク、および第1および第2二 方向ポンプを含み、第1ポンプが第1リザーブ・タンクを該容器に連結し、第2 ポンプが第2リザーブ・タンクを該容器に連結し、各タンク中に含まれる水が該 容器に導入および除去できるようにしてある請求項79記載のシステム。
- 81.液体を一定温度に維持するように容器中に挿入された温度計、外部表示装 置とこれに適した浸漬ヒーターを有する請求項80記載のシステム。
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