DE69823517T2

DE69823517T2 - Methode und system für die herstellung von aktiv-licht absorbierenden linsen

Info

Publication number: DE69823517T2
Application number: DE69823517T
Authority: DE
Inventors: M. Omar BUAZZA; C. Stephen LUETKE; R. Galen POWERS
Original assignee: Q2100 Inc
Current assignee: Q2100 Inc
Priority date: 1997-07-31
Filing date: 1998-07-31
Publication date: 2005-04-07
Anticipated expiration: 2018-08-01
Also published as: US6367928B1; EP1000385B1; AU8763698A; US5989462A; US20030183960A1; DE69823517D1; ATE265700T1; US6174155B1; CA2297004A1; JP2001512249A; US6368523B1; US6939899B2; EP1000385A1; WO1999006887A1; AU744949B2; US6712596B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Augenglaslinsen. Spezieller bezieht sich die Erfindung auf ein linsenbildendes System und ein Verfahren zur Herstellung von aktivierendes Licht absorbierenden Kunststofflinsen durch Aushärten der linsenbildenden Zusammensetzung unter Verwendung von aktivierendem Licht.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Auf dem Fachgebiet ist es üblich, optische Linsen durch Arbeitsweisen des thermischen Aushärtens aus Polymerem von Diethylenglycol-bis(allyl)-carbonat (DEG-BAC) herzustellen. Zusätzlich können optische Linsen ebenfalls unter Verwendung von Arbeitsweisen zum Aushärten mit ultraviolettem Licht ("UV") hergestellt werden. Siehe beispielsweise US-Patente Nr. 4 728 469 an Lipscomb et al., 4 879 318 an Lipscomb et al., 5 364 256 an Lipscomb et al., 5 415 816 an Buazza et al., 5 529 728 an Buazza et al., 5 515 214 an Joel et al., US-Patentanmeldungen S. N. 07/425 371, eingereicht am 26. Oktober 1989, 08/454 523, eingereicht am 30. Mai 1995, 08/453 770, eingereicht am 30. Mai 1995, 07/932 812, eingereicht am 18. August 1992, 08/636 510, eingereicht am 19. April 1996, 08/844 557, eingereicht am 18. April 1997, 08/904 289, eingereicht am 31. Juli 1997 und 08/959 973.
Das Aushärten einer Linse mit ultraviolettem Licht hat die Neigung zum Auftreten von bestimmten Problemen, die gelöst werden müssen, um dauerhafte Linsen herzustellen. Solche Probleme schließen ein: das Vergilben der Linse, das Reißen der Linse oder der Form, optische Verzerrungen in der Linse und vorzeitige Freigabe der Linse aus der Form. Zusätzlich zeigen viele der brauchbaren durch UV aushärtbaren linsenbildenden Zusammensetzungen bestimmte Merkmale, welche die Schwierigkeit eines Linsenaushärtverfahrens erhöhen. Beispielsweise ist es als Folge des relativ raschen Ablaufs von durch ultraviolettes Licht initiierten Reaktionen eine Herausforderung, eine Zusammensetzung bereitzustellen, welche zur Bildung einer Augenglaslinse durch UV aushärtbar ist. Überschüssige exotherme Wärme hat die Neigung, Fehler in der ausgehärteten Linse herbeizuführen. Um solche Defekte zu vermeiden, kann die Menge von Photoinitiator auf Werte unterhalb derjenigen reduziert werden, welche normalerweise auf dem Gebiet des Aushärtens mit ultraviolettem Licht verwendet werden.
Obwohl die Reduzierung des Gehaltes an Photoinitiator einige Probleme löst, kann sie andere hervorrufen. Beispielsweise können erniedrigte Gehalte von Photoinitiator bewirken, daß das Material in Bereichen nahe an der Kante der Linse und benachbart zu einer Dichtungswand in dem Formhohlraum unvollständig aushärtet als Folge der Anwesenheit von Sauerstoff in diesen Bereichen (es wird angenommen, daß Sauerstoff das Aushärten von zahlreichen linsenbildenden Zusammensetzungen oder Materialien hemmt). Nicht-ausgehärtete linsenbildende Zusammensetzung neigt dazu, Linsen mit "feuchten" Kanten zu erhalten, welche von klebriger nicht-ausgehärteter linsenbildender Zusammensetzung bedeckt sind. Weiterhin kann nicht-ausgehärtete linsenbildende Zusammensetzung zu den optischen Oberflächen der Linse wandern und diese nach dem Entformen verunreinigen. Die kontaminierte Linse ist dann oftmals unbrauchbar.
Nicht-ausgehärtete linsenbildende Zusammensetzungen wurden durch eine Vielzahl von Methoden behandelt (siehe z. B. die in dem US-Patent Nr. 5 529 728 an Buazza et al. beschriebenen Methoden). Solche Methoden können die Entfernung der Dichtung und das Anlegen entweder einer Sauerstoffbarriere oder einer an Photoinitiator angereicherten Flüssigkeit an der exponierten Kante der Linse einschließen, und dann die erneute Bestrahlung der Linse mit einer ausreichenden Dosierung von ultraviolettem Licht, um die Kante der Linse vollständig trocken zu machen, bevor entformt wird. Während solcher Bestrahlung können jedoch höhere als erwünschte Werte von Strahlung oder länger als erwünschte Perioden von Bestrahlung erforderlich sein. Die zusätzliche ultraviolette Strahlung kann bei einigen Fällen Defekte wie Vergilben der Linse bewirken.
Die bei zahlreichen durch Ultraviolett aushärtbaren linsenbildenden Zusammensetzungen verwendeten niedrigen Photoinitiatorgehalte können eine Linse erzeugen, welche, obwohl sie bei der Messung des Prozentsatzes von zurückgebliebenen Doppelbindungen vollständig ausgehärtet sein kann, keine ausreichende Vernetzungsdichte der Linsenoberfläche besitzt, um erwünschte Farbstoffabsorptionscharakteristika während des Färbevorganges zu liefern.
Verschiedene Verfahren zur Erhöhung der Oberflächendichte solcher UV-aushärtbaren Linsen sind in dem US-Patent Nr. 5 529 728 an Buazza et al. beschrieben. Bei einem Verfahren wird die Linse entformt und dann werden die Oberflächen der Linse direkt ultraviolettem Licht ausgesetzt. Die relativ kurzen Wellenlängen (um 254 nm), welche von einigen UV-Quellen geliefert werden (z. B. einer Quecksilberdampflampe) haben die Neigung, daß das Material sehr rasch vernetzt. Ein unerwünschter Effekt dieses Verfahrens ist jedoch, daß die Linse zum Vergilben als Ergebnis einer solchen Exposition neigt. Weiterhin können irgendwelche verunreinigenden Stoffe auf der Oberfläche der Linse, welche kurzen Wellenlängen von hoch intensivem UV-Licht ausgesetzt wird, Verfärbungsdefekte hervorrufen.
Ein anderes Verfahren beinhaltet die Exposition der Linse gegenüber relativ hoch intensiver ultravioletter Strahlung, während sie immer noch in einem Formhohlraum ist, der zwischen Glasformen gebildet wird. Die Glasformen neigen zur Absorption der stärker effektiven kurzen Wellenlängen, während sie Wellenlängen von etwa 365 nm durchlassen. Dieses Verfahren erfordert im allgemeinen lange Expositionszeiten, und oftmals bewirkt die durch die Linsenformanordnung absorbierte infrarote Strahlung vorzeitige Freigabe der Linse aus einem Formglied. Die Linsenformanordnung kann vor der Exposition mit ultraviolettem Licht hoher Intensität erhitzt werden, wodurch die Menge von zum Erreichen eines gewünschten Wertes von Vernetzungsdichte erforderliche Strahlungsmenge reduziert wird. Dieses Verfahren ist jedoch ebenfalls mit einer höheren Rate von vorzeitigem Freigeben verbunden.
Auf dem Fachgebiet ist es wohlbekannt, daß eine Anordnung aus Linsenform/Dichtung zum Aushärten der linsenbildenden Zusammensetzung aus einem flüssigen Monomeren zu einem festen Polymeren erhitzt werden kann. Ebenfalls ist es wohlbekannt, daß eine solche Linse thermisch nachgehärtet werden kann, indem Konvektionswärme zu der Linse zugeführt wird, nachdem die Formen und die Dichtungen von der Linse entfernt wurden.
In dieser Beschreibung werden die Ausdrücke "linsenbildendes Material" und "linsenbildende Zusammensetzungen" untereinander austauschbar verwendet.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung, wie sie derzeit beansprucht wird, ist auf ein Verfahren zur Herstellung einer Kunststoff-Augenglaslinse gerichtet, welche wenigstens einiges aktivierendes Licht, falls aktivierendes Licht auf die Linse auftreffen gelassen wird, absorbiert, umfassend:
Anordnen einer flüssigen linsenbildenden Zusammensetzung in einem Formhohlraum, der durch wenigstens ein erstes Formteil und ein zweites Formteil gebildet wird, bei welchem die linsenbildende Zusammensetzung umfaßt:
ein Monomeres, das zum Aushärten unter Bildung einer Kunststoff-Augenglaslinse fähig ist;
eine aktivierendes Licht absorbierende Verbindung zum Inhibieren des Durchgelassenwerdens wenigstens eines Teiles von aktivierendem Licht durch die linsenbildende Zusammensetzung;
einen Co-Initiator, der zum Aktivieren des Aushärtens des Monomeren zur Bildung der Augenglaslinse angepaßt ist; und
einen Photoinitiator, der zum Aktivieren des Co-Initiators im Ansprechen auf die Exposition gegenüber wenigstens einem Teil des aktivierenden Lichtes angepaßt ist; und
Richten des aktivierenden Lichtes auf wenigstens eines der Formteile zum Aushärten der linsenbildenden Zusammensetzung zur Bildung der Augenglaslinse.
Die Erfindung, wie beansprucht, ist weiter gerichtet auf ein System zur Herstellung einer ophthalmologischen Augenglaslinse, umfassend:
ein erstes Formteil, das eine Gießfläche und eine Nicht-Gießfläche hat;
ein zweites Formteil, das eine Gießfläche und eine Nicht-Gießfläche hat, wobei das zweite Formteil dazu angepaßt ist, von dem ersten Formteil entfernt angeordnet zu werden, so daß die Gießflächen des ersten Formteiles und des zweiten Formteiles wenigstens partiell einen Formhohlraum begrenzen;
eine linsenbildende Zusammensetzung, die dazu angepaßt ist, innerhalb des Formhohlraumes angeordnet zu werden, umfassend:
ein Monomeres, das zum Aushärten unter Bildung einer Kunststoff-Augenglaslinse fähig ist;
eine aktivierendes Licht absorbierende Verbindung zum Inhibieren des Durchtrittes wenigstens eines Teiles von aktivierendem Licht durch die linsenbildende Zusammensetzung;
einen Co-Initiator, der zum Aktivieren des Aushärtens des Monomeren zur Bildung der Augenglaslinse angepaßt ist; und
einen Photoinitiator, der zum Aktivieren des Co-Initiators im Ansprechen auf die Exposition gegenüber wenigstens einem Teil des aktivierenden Lichtes angepaßt ist; und
einen ersten Lichtgenerator, der zum Erzeugen und Richten von aktivierendem Licht auf die linsenbildende Zusammensetzung angepaßt ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die obige kurze Beschreibung wie auch weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Verfahren und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung werden vollständiger unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung von derzeit bevorzugten jedoch immer noch erläuternden Ausführungsformen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung anerkannt, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen betrachtet werden, in denen:
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zur Herstellung einer Kunststofflinse.
2 ist eine Querschnittsansicht der Vorrichtung längs der Schnittlinie 2-2 von 1.
3 ist eine Querschnittsansicht der Vorrichtung längs der Schnittlinie 3-3 von 2.
4 ist eine Detailansicht einer Komponente der Vorrichtung.
5 ist eine Detailansicht einer Komponente der Vorrichtung.
6 ist eine Querschnittsansicht einer Linsenzelle zur Verwendung in einer Vorrichtung der Erfindung.
7 ist eine Ansicht einer Ausführungsform eines Gehäusesystems.
8 ist eine Aufsicht und Seitenansicht einer Ausführungsform eines Wärmeverteilers, der zwischen einer Wärmequelle und einer Formoberfläche angeordnet werden soll.
9 ist ein schematisches Blockdiagramm eines anderen Verfahrens und Systems zur Herstellung und Nachhärtung einer Kunststofflinse.
10 ist ein schematisches Diagramm einer Vorrichtung zum Zuführen von aktivierendem Licht zu einer Linse oder Formanordnung.
11 ist eine Ansicht einer Ausführungsform einer Linse.
12 ist eine Ansicht einer Ausführungsform einer Sauerstoffbarriere mit Photoinitiator.
13 ist ein schematisches Diagramm einer Linsenaushärtvorrichtung mit einem Lichtsensor und -steuergerät.
14 ist eine schematische Ansicht der Front einer Linsenaushärtvorrichtung.
15 ist eine schematische Ansicht der Seite einer Linsenaushärtvorrichtung.
16 ist eine Ansicht einer Ausführungsform einer Wärmequelle und eines Wärmeverteilers.
17 ist eine Ansicht von verschiedenen Ausführungsformen einer Wärmequelle und von Wärmeverteilern.
18 ist eine Ansicht einer Ausführungsform einer Wärmequelle und eines Wärmeverteilers.
19 ist eine Ansicht einer Ausführungsform von zwei Formteilen und einer Dichtung.
20 ist ein Diagramm, welches ein Temperaturprofil eines kontinuierlichen Bestrahlungszyklus zeigt.
21 ist ein Diagramm, welches Temperaturprofile für einen kontinuierlichen Bestrahlungszyklus und einen Pulsbestrahlungszyklus zeigt, verwendet mit einer Anordnung Form/Dichtung einer 3,00 D Basiskurve und unter Zuführen von gekühlter Luft von 58°F zu der Anordnung Form/Dichtung.
22 ist ein Diagramm, welches die qualitativen Beziehungen unter Variablen des Aushärtzyklus zeigt.
23 ist ein Diagramm, welches Temperaturprofile für einen Aushärtzyklus für eine Anordnung Form/Dichtung zeigt, die eine 6,00 D Basiskurve hat und bei drei unterschiedlichen Lichtwerten angewandt wurde.
24 ist ein Diagramm, welches kontinuierliche und gepulste Temperaturprofile für einen Aushärtzyklus zeigt unter Verwendung einer Anordnung Form/Dichtung mit einer 6,00 D Basiskurve.
25 ist ein Diagramm, welches kontinuierliche und gepulste Temperaturprofile für einen Aushärtzyklus zeigt unter Verwendung einer Anordnung Form/Dichtung mit einer 4,50 D Basiskurve.
26 ist ein Diagramm, welches kontinuierliche und gepulste Temperaturprofile für einen Aushärtzyklus zeigt unter Verwendung einer Anordnung Form/Dichtung mit einer 3,00 D Basiskurve.
27 ist eine Ansicht einer Ausführungsform eines Systems, welches gleichzeitig sowohl eine Blitzlichtquelle als auch eine kontinuierlich aktivierende Quelle (z. B. Fluoreszieren) verwendet.
28 ist eine Ausführungsform eines Systems unter gleichzeitiger Verwendung von zwei Blitzlichtquellen.
29 ist eine Ausführungsform eines Systems unter Verwendung eines Steuergerätes für ultraviolettes Licht.
30 zeigt eine schematische Ansicht einer Linsenaushärtvorrichtung.
31 zeigt eine Detailansicht eines thermoelektrischen Kühlsystems.
32 zeigt eine Querschnittsansicht eines thermoelektrischen Kühlsystems.
33 zeigt einen thermoelektrischen Modul.
34 zeigt einen Aushärtzyklus mit Blitzlicht.
35 zeigt eine Querschnittsansicht einer abgeflachten bifokalen Form.
36 zeigt eine Querschnittsansicht eines Filters, welches direkt benachbart zu einem Formteil angeordnet ist.
37 zeigt einen Auftrag der % Durchlässigkeit von Licht gegenüber der Wellenlänge für eine photochrome Linse.
38 zeigt einen Auftrag der % Durchlässigkeit von Licht gegenüber der Wellenlänge für sowohl eine farblose Linse, enthaltend Ultraviolettabsorber, als auch eine keine Ultraviolettabsorber enthaltende Linse.
39 zeigt einen Auftrag der % Durchlässigkeit von Licht gegenüber der Wellenlänge einer gefärbten Linse, welche fixierte Pigmente enthält.
40 zeigt einen Auftrag der Temperatur der linsenbildenden Zusammensetzung gegenüber der Zeit während der Anwendung von aktivierenden Lichtpulsen.
BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Vorrichtungen, Arbeitsbedingungen, Ausrüstungen, Systeme, Verfahren und Zusammensetzungen für das Linsenaushärten unter Anwendung von ultraviolettem Licht sind erhältlich von Rapid Cast, Inc., Q2100, Inc., und Fast Cast, Inc. in Louisville, Kentucky. Die Veröffentlichtung Fast Cast, Inc. mit dem Titel "Operation Manual For The FastCast LenSystem" wird bezugnehmend aufgenommen.
Unter Bezugnahme auf 1 ist eine Aushärtkammer für eine Kunststofflinse der vorliegenden Erfindung allgemein durch die Bezugsziffer 10 angezeigt. Die Linsenaushärtkammer 10 steht bevorzugt durch eine Vielzahl von Röhren 12 mit einer (nicht gezeigten) Lichtquelle in Verbindung, deren Zweck weiter unten erläutert wird.
Wie in 2 gezeigt, kann die Kunststofflinsenaushärtkammer 10 eine obere Lampenkammer 14, eine Bestrahlungskammer 16 und eine untere Lampenkammer 18 umfassen. Die obere Lampenkammer 14 kann von der Bestrahlungskammer 16 durch eine Platte 20 abgetrennt sein. Die untere Lampenkammer kann von der Bestrahlungskammer 16 durch eine Platte 22 getrennt sein. Die obere Lampenkammer 14, die Bestrahlungskammer 16 und die untere Lampenkammer 18 können vor Umgebungsluft durch Türen 24 für die obere Lampenkammer, Türen 26 für die Bestrahlungskammer bzw. Türen 28 für die untere Lampenkammer isoliert sein. Während die Türen 24 der oberen Lampenkammer, die Türen 26 der Bestrahlungskammer und die Türen 28 der unteren Lampenkammer in 1 als zwei entsprechende Türteile einschließend gezeigt sind, erkennt der Fachmann auf dem Gebiet ohne weiteres, daß die Türen 24, 26 und 28 einzelne oder mehrfache Türteile einschließen können. Die Türen 24 der oberen Lampenkammer, die Türen 26 der Bestrahlungskammer und die Türen 28 der unteren Lampenkammer können gleitend in Führungen 30 montiert sein. Wie in 2 gezeigt, können Entlüftungsöffnungen 32 mit der oberen Lampenkammer 14 und der unteren Lampenkammer 18 über entsprechende Entlüftungsöffnungskammern 34 und Öffnungen 36, die in Platte 20 und Platte 22 angeordnet sind, kommunizieren. Jede Entlüftungsöffnung 32 kann mittels einer Entlüftungsöffnungsabdeckung 38 abgeschirmt sein.
Wie in 3 gezeigt, können Entlüftungsöffnungen 33 in den Türen 26 der Bestrahlungskammer angeordnet sein und mit der Bestrahlungskammer 16 kommunizieren. Jede Entlüftungsöffnung 33 kann mit einer Entlüftungsöffnungsabdeckung 35 abgeschirmt sein.
Wie in 2 und 3 gezeigt, können eine Vielzahl von lichterzeugenden Vorrichtungen oder Lampen 40 innerhalb jeder der oberen Lampenkammer 14 und der unteren Lampenkammer 18 angeordnet sein. Bevorzugt schließt die obere Lampenkammer 14 und die untere Lampenkammer 18 jeweils drei Lampen 40 ein, welche in einer Dreiecksform angeordnet sind, in welcher die Lampen 40 in der oberen Lampenkammer 14 mit der Spitze des Dreiecks nach oben zeigend angeordnet sind, während die Lampen 40 in der unteren Lampenkammer 18 mit der Spitze des Dreiecks nach unten zeigend angeordnet sind. Die Lampen 40 erzeugen bevorzugt aktivierendes Licht. Wie hier verwendet, bedeutet "aktivierendes Licht" ein Licht, das eine chemische Veränderung herbeiführen kann. Aktivierendes Licht kann ul traviolettes Licht, sichtbares Licht oder Infrarotlicht einschließen. Im allgemeinen kann eine beliebige Wellenlänge des Lichtes, welche zum Beeinflussen einer chemischen Veränderung fähig ist, als aktivierend bezeichnet werden. Chemische Veränderungen können sich in einer Anzahl von Formen zeigen. Eine chemische Veränderung kann einschließen, ist jedoch nicht beschränkt auf eine beliebige chemische Reaktion, welche das Stattfinden einer Polymerisation bewirkt. Bevorzugt bewirkt die chemische Veränderung die Bildung einer Initiatorspezies innerhalb der linsenbildenden Zusammensetzungen, wobei die Initiatorspezies in der Lage ist, eine chemische Polymerisationsreaktion zu initiieren. Die Lampen 40 bei einer Ausführungsform erzeugen ultraviolettes Licht mit einer Wellenlänge in dem Bereich von wenigstens annähernd 300 nm bis 400 nm, da das effektive Wellenlängenspektrum zum Aushärten des linsenbildenden Materials in dem Bereich von 300 nm bis 400 nm liegt. Die Lampen 40 können durch geeignete Befestigungen 42 getragen und elektrisch verbunden sein.
Ein Absauggebläse 44 kann mit der oberen Lampenkammer 14 kommunizieren, während ein Absauggebläse 46 mit der unteren Lampenkammer 18 kommunizieren kann.
Wie oben angegeben, kann die obere Lampenkammer 14 von der Bestrahlungskammer 16 durch die Platte 20 getrennt sein. In ähnlicher Weise kann die untere Lampenkammer 18 von der Bestrahlungskammer 16 durch die Platte 22 abgetrennt sein. Die Platten 20 und 22 können Öffnungen 48 bzw. 50 einschließen, durch welche das von den Lampen 40 erzeugte Licht gerichtet werden kann, so daß es auf eine Linsenzelle 52 (als Phantom in 2 gezeigt) auftrifft. Der Durchmesser der Linsenzelle 52 beträgt bevorzugt annähernd 74 mm. Die Öffnungen 48 und 50 reichen bevorzugt von etwa 70 mm bis etwa 140 mm.
Bei einer Ausführungsform ruht ein oberes Lichtfilter 54 auf der Platte 20, während ein unteres Lichtfilter 56 auf der Platte 22 ruht oder durch Klammern 57 getragen wird. Das obe re Lichtfilter 54 und das untere Lichtfilter 56 sind in 2 als aus einem einzelnen Filterglied hergestellt gezeigt, der Fachmann auf dem Gebiet erkennt jedoch ohne weiteres, daß jedes der oberen Lichtfilter 54 und der unteren Lichtfilter 56 zwei oder mehr Filterglieder einschließen kann. Die Komponenten des oberen Lichtfilters 54 und des unteren Lichtfilters 56 sind bevorzugt in Abhängigkeit von den Charakteristika der zu formenden Linse modifiziert. Beispielsweise schließt bei einer bevorzugten Ausführungsform zur Herstellung von negativen Linsen das obere Lichtfilter 54 eine Platte aus Pyrexglas ein, die auf beiden Seiten, die auf einer Platte von klarem Pyrexglas ruhen, mattiert ist. Das untere Lichtfilter 56 schließt eine Platte von Pyrexglas ein, die auf einer Seite, welche auf einer Platte aus klarem Pyrexglas ruht, mattiert ist, mit einer Vorrichtung zum Reduzieren der Intensität von einfallendem aktivierendem Licht auf den zentralen Abschnitt in Abhängigkeit von dem Kantenabschnitt der Linse, welche zwischen der Platte von mattiertem Pyrexglas und der Platte von klarem Pyrexglas angeordnet ist.
Umgekehrt schließt bei einer bevorzugten Anordnung zur Herstellung von positiven Linsen das obere Lichtfilter 54 eine Platte von Pyrexglas, die auf einer oder beiden Seiten mattiert ist, und eine Platte von klarem Pyrexglas, die auf einer Platte von mattiertem Pyrexglas ruht, ein, mit einer Vorrichtung zum Reduzieren der Intensität von aktivierendem Licht, welches auf den Kantenabschnitt in Beziehung auf den zentralen Abschnitt der Linse einfällt, welche zwischen der Platte von klarem Pyrexglas und der Platte von mattiertem Pyrexglas angeordnet ist. Das untere Lichtfilter 56 schließt eine Platte von klarem Pyrexglas, die auf einer Seite mattiert ist und auf einer Platte von klarem Pyrexglas ruht, ein, mit einer Vorrichtung zum Reduzieren der Intensität von aktivierendem Licht, welche auf den Kantenabschnitt in Beziehung auf den zentralen Abschnitt der Linse einfällt, die zwischen den Platten von klarem Pyrexglas angeordnet ist. Bei dieser Anordnung kann anstelle einer Vorrichtung zum Reduzieren der relativen Intensität von aktivierendem Licht, welches auf den Kantenabschnitt der Linse auftrifft, der Durchmesser der Öffnung 50 verkleinert sein, um dasselbe Ergebnis zu erreichen, d. h. die Reduzierung der relativen Intensität von aktivierendem Licht, welche auf den Kantenabschnitt der Linse auftrifft.
Dem Fachmann auf dem Gebiet ist klar, daß jedes Filter 54 oder 56 aus einer Vielzahl von Filterteilen zusammengesetzt sein kann oder andere Einrichtungen oder Vorrichtungen einschließen kann, die zum Reduzieren des Lichtes auf seine gewünschte Intensität, zum Zerstreuen des Lichtes und/oder zur Erzeugung eines Gradienten der Lichtintensität quer über die Linsenzelle 52 effektiv sind. Alternativ können bei bestimmten Ausführungsformen keine Filterelemente verwendet werden.
Bevorzugt schließt das obere Lichtfilter 54 oder das untere Lichtfilter 56 jeweils wenigstens eine Platte aus Pyrexglas ein, welche wenigstens eine mattierte Oberfläche hat. Ebenfalls kann eines oder können beide vom oberen Lichtfilter 54 und unteren Lichtfilter 56 mehr als eine Platte aus Pyrexglas, welche jeweils auf einer oder beiden Oberflächen mattiert sind, und/oder eine oder mehrere Bögen von Pauspapier einschließen. Nach dem Durchtritt durch mattiertes Pyrexglas wird angenommen, daß das aktivierende Licht keine scharfen Intensitätsunregelmäßigkeiten besitzt, wobei angenommen wird, daß dies zu einer Verminderung von optischen Verzerrungen in der fertigen Linse bei einigen Fällen führt. Für den Fachmann auf dem Gebiet ist es ersichtlich, daß andere Mittel zum Zerstreuen des aktivierenden Lichtes verwendet werden können, so daß es keine scharfen Intensitätsunregelmäßigkeiten hat.
Bevorzugt angeordnet innerhalb der Bestrahlungskammer 16 sind ein linkes Gerüst 58, ein Mittelgerüst 60 und ein rechtes Gerüst 62, wovon jedes bevorzugt eine Vielzahl von Stufen 64 einschließt. Das linke Gerüst 58 und das Mittelgerüst 60 begrenzen die linke Bestrahlungskammer 66, während das rechte Gerüst 62 und das Mittelgerüst 60 eine rechte Bestrahlungskammer 68 begrenzen. Ein Zellenhalter 70, der als Phantom in 2 und im einzelnen in 4 gezeigt ist, kann innerhalb jeder der linken Bestrahlungskammer 66 und der rechten Bestrahlungskammer 68 angeordnet sein. Der Zellenhalter 70 kann eine periphere Stufe 72 einschließen, welche ausgelegt ist, daß ein Zellenhalter 70 auf dazugehörige Stufen 64 des linken Gerüstes 58 und des Mittelgerüstes 60 bzw. dem Mittelgerüst 60 und dem rechten Gerüst 62 gehalten wird. Wie in 4 gezeigt, kann jeder Zellenhalter 70 ein Zentralloch 74 einschließen, um den Durchtritt von aktivierendem Licht hierdurch von der Lampe 40 zu ermöglichen, sowie eine kreisringförmige Stufe 76, welche zum Tragen einer Linsenzelle 52 in einer unten beschriebenen Weise ausgelegt ist.
Wie in 6 gezeigt, kann jede Linsenzelle 52 gegenüberliegende Formteile 78 einschließen, welche durch eine kreisringförmige Dichtung 80 getrennt sind, um einen Linsenformhohlraum 82 zu begrenzen. Die gegenüberliegenden Formteile 78 und die kreisringförmige Dichtung 80 können in einer solchen Weise geformt und ausgewählt sein, daß eine Linse mit einer gewünschten Dioptriezahl hergestellt wird.
Die Formteile 78 sind bevorzugt aus einem beliebigen geeigneten Material geformt, welches es ermöglicht, daß Strahlen von aktivierendem Licht hindurchgehen. Die Formteile 78 sind bevorzugt aus Glas hergestellt. Jedes Formteil 78 hat eine äußere periphere Oberfläche 84 und ein Paar von gegenüberliegenden Oberflächen 86 und 88, wobei die Oberflächen 86 und 88 präzisionsgeschliffen sind. Bevorzugt haben die Formteile 78 erwünschte Merkmale für die Transmission von aktivierendem Licht, und beide der Gießoberfläche 86 und der Nicht-Gießoberfläche 88 haben bevorzugt keine Oberflächenfehler, Wellen, Kratzer oder andere Defekte, da diese in der fertigen Linse reproduziert sein könnten.
Wie oben angegeben, sind die Formteile 78 so angeordnet, daß sie voneinander getrennt gehalten werden können, um einen Linsenformhohlraum 82 zwischen den sich gegenüberliegenden Oberflächen 86 hiervon zu bilden. Die Formteile 78 werden bevorzugt in voneinander getrennter Anordnung durch eine T-förmige flexible kreisringförmige Dichtung 80 gehalten, welche den Linsenformhohlraum 82 von dem Äußeren der Formteile 78 abdichtet. Bei der Anwendung kann die Dichtung 80 auf der kreisringförmigen Stufe 76 des Zellenhalters 70 getragen werden.
Auf diese Weise hat das obere oder rückseitige Formteil 90 eine konvexe innere Oberfläche 86, während das untere Formteil oder Vorderformteil 92 eine konkave innere Oberfläche 86 hat, so daß der resultierende Linsenformhohlraum 82 zur Herstellung einer Linse mit einer gewünschten Konfiguration gestaltet ist. Auf diese Weise können durch Auswahl der Formteile 78 mit einer gewünschten Oberfläche 86 Linsen mit unterschiedlichen Merkmalen wie Brennweite, mittels der Vorrichtung 10 hergestellt werden.
Strahlen von aktivierendem Licht, welche von den Lampen 40 ausgehen, treten durch die Formteile 78 durch und wirken auf ein linsenbildendes Material ein, welches in dem Formhohlraum in einer unten erläuternden Weise angeordnet ist, so daß eine Linse gebildet wird. Wie oben angegeben, können die Strahlen von aktivierendem Licht durch ein geeignetes Filter 54 oder 56 zum Auftreffen auf die Linsenzelle 52 durchtreten.
Die Formteile 78 sind bevorzugt aus einem Material gebildet, welche es nicht erlaubt, daß Strahlung von aktivierendem Licht mit einer Wellenlänge unterhalb annähernd 300 nm hindurchtritt. Geeignete Materialien sind Schott-Crownglas, S-1 oder S-3, hergestellt und vertrieben von Schott Optical Glass Inc., Duryea, Pennsylvania oder Glas Corning 8092, vertrieben von Corning Alss of Corning, New York. Eine Quelle für doppelsichtige oder einsichtige Formen kann Augen Lens Co. in San Diego, Kalifornien sein.
Die kreisringförmige Dichtung 80 kann aus einem Vinylmaterial geformt sein, welches guten Lippenabschluß zeigt und ausreichend Flexibilität bei Bedingungen während des gesamten Linsenaushärtprozesses beibehält. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die kreisringförmige Dichtung 80 aus einem Silikonkautschukmaterial, wie GE SE6035, hergestellt, wobei dieses kommerziell von General Electric erhältlich ist. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die kreisringförmige Dichtung 80 aus Copolymeren von Ethylen und Vinylacetat gebildet, wobei diese von E. I. DuPont de Nemours & Co. unter der Handelsmarke ELVAX7 kommerziell erhältlich sind. Bevorzugte Harze ELVAX7 sind ELVAX7 350 mit einem Schmelzindex von 17,3–20,9 dg/min und einem Vinylacetatgehalt von 24,3–25,7 Gew.-%, ELVAX7 250 mit einem Schmelzindex von 22,0–28,0 dg/min und einem Vinylacetatgehalt von 27,2–28,8 Gew.-%, ELVAX7 240 mit einem Schmelzindex von 38,0–48,0 dg/min und einem Vinylacetatgehalt von 27,2–28,8 Gew.-% und ELVAX7 150 mit einem Schmelzindex von 38,0–48,0 dg/min und einem Vinylacetatgehalt von 32,0–34,0 Gew.-%. Unabhängig von dem besonderen Material können die Dichtungen 80 durch konventionelle Spritzgußtechniken oder Kompressionsformtechniken hergestellt werden, welche dem Fachmann auf dem Gebiet wohlbekannt sind.
Wie als Phantom in 2, im Schnitt in 3 und im Detail in 5 gezeigt, ist eine obere und untere Luftverteilungsvorrichtung 94 in jeder der linken Bestrahlungskammer 66 und der rechten Bestrahlungskammer 68 angeordnet. Jede Luftverteilungsvorrichtung 94 ist an eine Leitung 12 angeschlossen. Wie in 5 gezeigt, schließt jede Luftverteilungsvorrichtung 94 einen Hauptabschnitt 95 und eine im wesentlichen zylindrische Öffnung 96, welche hierin angeordnete Öffnungen 98 aufweist, ein, damit das Herausblasen von Luft aus der Luftverteilungsvorrichtung 94 möglich ist. Der Durchmesser der Öffnungen 98 kann konstant sein, oder er kann sich rund um den Umfang der zylindrischen Öffnung 96 verändern, wobei er bevorzugt ein Maximum direkt gegenüberliegend zu dem Hauptabschnitt 95 der Luftverteilungsvorrichtung 94 erreicht, und bevorzugt ein Minimum unmittelbar angrenzend an den Hauptabschnitt 95 erreicht. Zusätzlich sind die Öffnungen 98 so ausgelegt, daß sie Luft zu einer Linsenzelle 52 blasen, welche in einem Linsenzellhalter 70 angeordnet sein kann und in der linken Bestrahlungskammer 66 oder der rechten Bestrahlungskammer 68 installiert ist.
Beim Betrieb kann die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung für die Herstellung von positiven Linsen (Sammellinsen), welche relativ dick im Zentrum sind, oder von negativen Linsen (Zerstreuungslinsen), welche relativ dick an der Kante sind, geeignet konfiguriert sein. Zur Reduzierung der Wahrscheinlichkeit von vorzeitiger Freigabe werden die relativ dicken Abschnitte einer Linse bevorzugt mit einer höheren Geschwindigkeit als die relativ dünneren Abschnitte einer Linse polymerisiert.
Die Geschwindigkeit der Polymerisation, welche an verschiedenen Abschnitten einer Linse erfolgt, kann durch Variieren der relativen Intensität von auf besondere Abschnitte einer Linse auftreffendes aktivierendes Licht variiert werden. Die Geschwindigkeit der Polymerisation, welche an verschiedenen Teilen einer Linse stattfindet, kann durch Richten von Luft über die Formteile 78 zum Kühlen der Linsenzelle 52 gesteuert werden.
Für positive Linsen wird die Intensität von einfallendem aktivierendem Licht bevorzugt an den Kantenabschnitten der Linse reduziert, so daß die dickeren mittleren Abschnitte der Linse rascher polymerisieren als die dünneren Kantenabschnitte der Linse. Umgekehrt wird für eine negative Linse die Intensität von einfallendem aktivierendem Licht im zentralen Abschnitt der Linse reduziert, so daß der dickere Kantenabschnitt der Linse rascher polymerisiert als der dünnere mittlere Abschnitt der Linse. Sowohl für eine positive Linse als auch für eine negative Linse kann Luft über die Flächen der Formteile 78 zum Kühlen der Linsenzelle 52 gerichtet werden.
Wenn die Gesamtintensität von einfallendem aktivierendem Licht erhöht ist, ist stärkere Kühlung erforderlich, wobei dies entweder durch Erhöhung der Geschwindigkeit der Luft oder Reduzieren der Temperatur der Luft oder durch beides erreicht werden kann.
Dem Fachmann auf dem Gebiet ist es wohlbekannt, daß linsenbildende Materialien, welche bei der vorliegenden Erfindung brauchbar sind, die Neigung zum Schrumpfen beim Aushärten haben. Falls der relativ dicke Abschnitt einer Linse vor dem relativ dicken Abschnitt polymerisieren gelassen wird, hat der relativ dünne Abschnitt die Neigung, steif zu dem Zeitpunkt zu werden, bei welchem der relativ dicke Abschnitt aushärtet und schrumpft, und die Linse wird entweder vorzeitig von den Formteilen 78 freigegeben oder zerreißt diese. Wenn daher die relative Intensität von auf den Kantenabschnitt einer positiven Linse einfallendem aktivierendem Licht relativ zu dem zentralen Abschnitt reduziert wird, polymerisiert der zentrale Abschnitt rascher und schrumpft, bevor der Kantenabschnitt steif ist, so daß die Schrumpfung gleichförmiger ist. Wenn umgekehrt die relative Intensität von aktivierendem Licht, das auf den zentralen Abschnitt einer negativen Linse auftrifft, relativ zu dem Kantenabschnitt reduziert wird, polymerisiert der Kantenabschnitt schneller und schrumpft, bevor der zentrale Abschnitt steif wird, so daß die Schrumpfung gleichförmiger ist.
Die Veränderung der relativen Intensität von auf eine Linse auftreffendem aktivierendem Licht kann auf einer Vielzahl von Wegen erreicht werden. Bei einer Methode, im Fall einer positiven Linse, kann ein Ring von opakem Material zwischen den Lampen 40 und der Linsenzelle 52 angeordnet werden, so daß das auftreffende aktivierende Licht hauptsächlich auf den dickeren zentralen Abschnitt der Linse fällt. Umgekehrt kann für eine negative Linse eine Scheibe von opakem Material zwischen den Lampen 40 und der Linsenzelle 52 so angeordnet werden, daß das einfallende aktivierende Licht hauptsächlich auf den Kantenbereich der Linse fällt.
Bei einer anderen Methode, im Fall einer negativen Linse, wird ein Blattmaterial, das einen variablen Opazitätswert, der von opak in einem zentralen Abschnitt bis zu transparent in einem radial äußeren Abschnitt reicht, zwischen den Lampen 40 und der Linsenzelle 52 angeordnet. Umgekehrt wird für eine positive Linse ein Blattmaterial, das einen variablen Opazitätswert, der von transparent in einem zentralen Abschnitt bis zu opak in einem radial äußeren Abschnitt reicht, zwischen den Lampen 40 und der Linsenzelle 52 angeordnet.
Der Fachmann auf dem Gebiet erkennt, daß es eine große Vielzahl von anderen als den oben aufgezählten Arbeitsweisen zum variieren der Intensität des auf die gegenüberliegenden Formteile 78 auftreffenden aktivierenden Lichtes gibt.
Bei einigen Ausführungsformen wurde die Intensität des auftreffenden Lichtes gemessen und auf annähernd 3,0 bis 5,0 Milliwatt pro Quadratzentrimeter (mW/cm²) vor dem Durchtritt durch entweder das obere Lichtfilter 54 oder das untere Lichtfilter 56 gemessen, und die Gesamtintensität am dicksten Teil der Linse reicht von 0,6 bis 2,0 mW/cm², während die Intensität an dem dünnsten Abschnitt in der Linse von 0,1 bis 1,5 mW/cm² reicht. In einigen Ausführungsformen hat die auf die Linsenzelle 52 auftreffende Gesamtlichtintensität weniger Einfluß auf das fertige Produkt als die relative Lichtintensität, welche auf den dicken oder dünnen Abschnitt der Linse auftrifft, sofern die Linsenzelle 52 ausreichend gekühlt wird, um die Polymerisationsgeschwindigkeit auf einen annehmbaren Wert herabzusetzen.
Zusätzlich kann, wie oben beschrieben, bei einigen Ausführungsformen Wärme leitend zu den Formen und/oder der Linse zugeführt werden, wodurch die Qualität der ausgehärteten Linsen verbessert wird.
Die Lampen 40 für aktivierendes Licht werden bevorzugt auf einer Temperatur gehalten, bei welcher die Lampen 40 maximale Abgabe liefern. Die Lampen 40 werden bevorzugt gekühlt, weil die Intensität des von den Lampen 40 erzeugten Lichtes fluktuiert, wenn sich die Lampen 40 überhitzen gelassen werden. Bei der in 2 gezeigten Vorrichtung wird das Kühlen der Lampen 40 durch Saugen von Umgebungsluft in die obere Lampenkammer 14 und die untere Lampenkammer 18 über die Lüftungsöffnung 32, Lüftungskammern 33 und Öffnungen 36 mittels Absauggebläsen 44 bzw. 46 erreicht. Übermäßiges Kühlen der Lampen 40 sollte jedoch vermieden werden, weil die Intensität des von den Lampen 40 erzeugten Lichtes reduziert wird, wenn die Lampen 40 bis zu einem übermäßigen Wert abgekühlt werden.
Wie oben angegeben, wird die Linsenzelle 52 während des Aushärtens des linsenbildenden Materials bevorzugt gekühlt, wenn die Gesamtintensität des einfallenden aktivierenden Lichtes erhöht wird. Das Kühlen der Linsenzelle 52 reduziert im allgemeinen die Wahrscheinlichkeit einer vorzeitigen Freigabe durch Verlangsamung der Reaktion und Verbesserung der Haftung. Ebenfalls sind Verbesserungen in der optischen Qualität, den Spannungseigenschaften und der Schlagfestigkeit der Linse gegeben. Kühlen der Linsenzelle 52 wird durch Einblasen von Luft über die Linsenzelle 52 bevorzugt herbeigeführt. Die Luft hat bevorzugt eine Temperatur im Bereich zwischen 15 und 85°F (etwa –9,4°C bis 29,4°C), um eine Aushärtzeit von zwischen 30 und 10 Minuten zu ermöglichen. Die Luftverteilungsvorrichtungen 94, die in 5 gezeigt sind, haben sich ebenfalls als besonders vorteilhaft herausgestellt, da sie spezifisch ausgelegt sind, um Luft direkt über die Oberfläche der gegenüberliegenden Formteile zu richten. Nach Passieren über die Oberfläche der gegenüberliegenden Formteile 78 wird die aus den Luftverteilungsvorrichtungen 94 austretende Luft über Entlüftungsöffnungen 33 abgelassen. Alter nativ kann die aus den Luftverteilungseinrichtungen 94 austretende Luft zurück zu einem Luftkühler geführt werden.
Die Linsenzelle 52 kann ebenfalls durch Anordnung der Linsenzelle in einem flüssigen Kühlbad gekühlt werden.
Die gegenüberliegenden Formteile 78 werden bevorzugt gründlich zwischen jedem Aushärtvorgang gereinigt, da irgendeine Verschmutzung oder Verunreinigung auf den Formteilen 78 vorzeitige Freigabe bewirken können. Die Formteile 78 werden mittels beliebiger bekannter Einrichtungen, die dem Fachmann auf dem Gebiet wohlbekannt sind, gereinigt beispielsweise mit einem Haushaltsreinigungsprodukt, d. h. Mr. Clean^TM, erhältlich von Proctor and Gamble. Der Fachmann auf dem Gebiet erkennt jedoch, daß zahlreiche andere Techniken ebenfalls zum Reinigen der Formteile 78 verwendet werden können.
Das Vergilben der fertigen Linse kann mit der Monomerenzusammensetzung, der Identität des Photoinitiators und der Konzentration des Photoinitiators zusammenhängen.
Beim Gießen einer Linse, insbesondere einer positiven Linse, welche im Zentrum dicker ist, kann Reißen ein Problem sein. Additionspolymerisationsreaktionen, einschließlich photochemischer Additionspolymerisationsreaktionen, sind exotherm. Während des Verfahrens kann sich ein großer Temperaturgradient aufbauen, und die resultierende Spannung kann zum Reißen der Linse führen.
Die Ausbildung von optischen Verzerrungen erfolgt üblicherweise während der frühen Stufen der Polymerisationsreaktion während der Umwandlung der linsenbildenden Zusammensetzung vom flüssigen Zustand zum Gelzustand. Sobald sich Muster, welche zu optischen Verzerrungen führen, bilden, sind sie schwierig auszuschalten. Wenn Gelierung erfolgt, ist typischerweise ein rascher Temperaturanstieg vorhanden. Die exotherme Polymerisationsstufe bewirkt einen Temperatureinstieg, welcher wiederum eine Zunahme der Polymerisationsgeschwindigkeit bewirkt, was eine weitere Erhöhung der Temperatur zur Folge hat. Falls der Wärmeaustausch mit der Umgebung nicht ausreichend groß genug ist, ergibt sich eine Durchgangssituation, welche zu vorzeitiger Freigabe, dem Auftreten von thermisch hervorgerufenen Streifen und sogar Bruch führt.
Wenn daher kontinuierlich aktivierendes Licht zugeführt wird, wird es bevorzugt, daß das Reaktionsverfahren sanft und nicht zu rasch, jedoch auch nicht zu langsam ist. Wärme wird bevorzugt bei dem Verfahren nicht erzeugt, so daß sie nicht mit der Umgebung ausgetauscht werden kann. Die Intensität des einfallenden aktivierenden Lichtes wird bevorzugt eingestellt, damit die Reaktion mit einer gewünschten Geschwindigkeit voranschreitet. Ebenfalls ist es bevorzugt, daß die Abdichtung zwischen der kreisringförmigen Dichtung 80 und den gegenüberliegenden Formteilen 78 so vollständig wie möglich ist.
Faktoren, von denen gefunden wurde, daß sie zur Herstellung von Linsen, die frei von optischen Verzerrungen sind, führen, sind (1) Erzielung einer guten Abdichtung zwischen der kreisringförmigen Dichtung 80 und den gegenüberliegenden Formteilen 78; (2) Verwendung von Formteilen 78, welche von Defekten freie Oberflächen haben; (3) Verwendung einer Formulierung, welche einen geeigneten Typ und eine geeignete Konzentration von Photoinitiator hat, der eine vernünftige Rate von Temperaturanstieg erzeugt, und (4) Verwendung einer homogenen Formulierung. Bevorzugt werden diese Bedingungen optimiert.
Vorzeitige Freigabe der Linse aus einer Form ergibt eine unvollständig ausgehärtete Linse und die Erzeugung von Linsendefekten. Faktoren, welche zur vorzeitigen Freisetzung beitragen, sind: (1) eine schlecht zusammengebaute Linsenzelle 52; (2) die Anwesenheit von Luftbläschen rings um die Probenkanten; (3) unvollständige Dichtungslippe oder Formkante; (4) nicht geeignete Formulierung; (5) nicht-gesteuerter Temperaturanstieg; und (6) hohe oder nicht-gleichförmige Schrumpfung. Bevorzugt werden diese Bedingungen minimiert.
Vorzeitige Freigabe kann ebenfalls auftreten, wenn gegenüberliegende Formteile zu starr durch die kreisringförmige Dichtung 80 gehalten werden. Bevorzugt ist ausreichende Flexibilität in der kreisringförmigen Dichtung 80 vorhanden, damit die gegenüberliegenden Formteile 78 der Linse, wenn diese schrumpft, folgen können. Tatsächlich muß die Linse im Durchmesser schwach wie auch in der Dicke schrumpften gelassen werden. Die Verwendung einer kreisringförmigen Dichtung 80, welche ein reduziertes Ausmaß an Klebrigkeit mit der Linse während und nach dem Aushärten besitzt, ist daher bevorzugt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform zum Füllen des Linsenformhohlraumes 82 wird die kreisringförmige Dichtung 80 auf ein konkaves oder vorderes Formteil 92 aufgesetzt, und ein konvexes oder hinteres Formteil 90 wird an Ort und Stelle bewegt. Die kreisringförmige Dichtung 80 wird dann von der Kante des hinteren Formteiles 90 bis zum höchsten Punkt weggezogen, und eine linsenbildende Zusammensetzung wird in den Linsenformhohlraum 82 injiziert, bis eine kleine Menge der linsenbildenden Zusammensetzung um die Kante herausgepreßt wird. Der Überschuß wird dann entfernt, bevorzugt durch Vakuum. Überschüssige Flüssigkeit, welche nicht entfernt wird, könnte über die Fläche des hinteren Formteiles 90 sich verbreiten und optische Verzerrung in der fertigen Linse bewirken.
Trotz der oben genannten Probleme überwiegen die Vorteile, welche durch das Linsenformsystem mit Strahlungsaushärtung geboten werden, deutlich die Nachteile. Die Vorteile des Systems mit Strahlungsaushärtung schließen eine signifikante Reduzierung der Energieanforderungen, der Aushärtzeit und anderer Probleme, welche normalerweise mit konventionellen thermischen Systemen verbunden sind, ein.
Das linsenbildende Material kann ein beliebiges geeignetes flüssiges Monomeres oder eine Mischung von flüssigen Monomeren sowie einen geeigneten photoempfindlichen Initiator einschließen. Wie hier verwendet, soll "Monomeres" eine be liebige Verbindung bedeuten, die eine Polymerisationsreaktion durchlaufen kann. Monomere können nicht-polymerisiertes Material oder partiell polymerisiertes Material einschließen.
Wenn partiell polymerisiertes Material als Monomeres verwendet wird, enthält das polymerisierte Material funktionelle Gruppen, welche in der Lage sind, weitere Reaktion zur Bildung eines neuen Polymeren zu erfahren. Das linsenbildende Material schließt bevorzugt keine irgendwie geartete Komponente anders als einen Photoinitiator ein, die aktivierendes Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von 300 bis 400 nm absorbiert. Das linsenbildende Material wird bevorzugt zur Qualitätskontrolle filtriert und in dem Linsenformhohlraum 82 durch Wegziehen der kreisringförmigen Dichtung 80 von einem der gegenüberliegenden Formteile 78 und Injizieren des flüssigen linsenbildenden Materials in den Linsenformhohlraum 82 eingebracht. Sobald der Linsenformhohlraum 82 mit einem solchen Material gefüllt ist, wird die kreisringförmige Dichtung 80 erneut in ihre Abdichtstellung mit den gegenüberliegenden Formteilen 78 gebracht.
Der Fachmann auf dem Gebiet erkennt, daß, sobald die ausgehärtete Linse aus dem Linsenformhohlraum 82 durch Auseinanderbringen der gegenüberliegenden Formteile 78 entfernt wurde, die Linse weiter in einer konventionellen Weise, beispielsweise durch Schleifen an ihrer Umfangskante, verarbeitet werden kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung schließt eine polymerisierbare linsenbildende Zusammensetzung ein aromatisch-enthaltendes bis(allylcarbonat)-funktionelles Monomeres und wenigstens ein polyethylenartig-funktionelles Monomeres, das zwei ethylenartig ungesättigte, von Acrylyl und Methacrylyl ausgewählte Gruppen enthält, ein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform schließt die Zusammensetzung weiterhin einen geeigneten Photoinitiator ein. Bei anderen bevorzugten Ausführungsformen kann die Zusammensetzung einschließen ein oder mehrere polyethylenartig-funktionelle Monomere, die drei ethylenartig ungesättigte, aus Acrylyl und Methacrylyl ausgewählte Gruppen enthalten, und einen Farbstoff.
Aromatisch-enthaltende bis(allylcarbonat)-funktionelle Monomere, welche bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind Bis(allylcarbonate) von dihydroxyaromatische Verbindungen enthaltendem Material. Das dihydroxyaromatische Verbindungen enthaltende Material, aus welchem das Monomere abstammt, kann eine oder mehrere dihydroxyaromatische Verbindung enthaltende Verbindungen sein. Bevorzugt sind die Hydroxylgruppen direkt an die ringaromatischen Kohlenstoffatome der dihydroxyaromatische Verbindung enthaltenden Verbindungen gebunden. Die Monomere selbst sind bekannt und können nach auf dem Fachgebiet wohlbekannten Arbeitsweisen hergestellt werden.
Die aromatische Verbindung enthaltenden bis(allylcarbonat)-funktionellen Monomere können durch die Formel wiedergegeben werden:
worin A der zweiwertige Rest ist, der von dem dihydroxyaromatische Verbindung enthaltenden Material abstammt, und jedes R₀ unabhängig Wasserstoff, Halogen oder eine C₁-C₄-Alkylgruppe ist. Die Alkylgruppe ist üblicherweise Methyl oder Ethyl. Beispiele von R₀ schließen ein Wasserstoff, Chlor, Brom, Fluor, Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl und n-Butyl. Am häufigsten ist R₀ Wasserstoff oder Methyl; Wasserstoff ist bevorzugt. Eine Unterklasse des zweiwertigen Restes A, welche von besonderer Nützlichkeit ist, wird durch die Formel wiedergegeben:
worin jedes R₁ unabhängig ein Alkyl mit einem Gehalt von 1 bis etwa 4 Kohlenstoffatomen, Phenyl oder Halogen ist; der Durchschnittswert von jedem a unabhängig in dem Bereich von 0 bis 4 liegt; jedes Q unabhängig Oxy, Sulfonyl, Alkandiyl mit von 2 bis etwa 4 Kohlenstoffatomen oder Alkyliden mit von 1 bis etwa 4 Kohlenstoffatomen ist, und der Durchschnittswert n in dem Bereich von 0 bis etwa 3 liegt. Bevorzugt ist Q = Methylethyliden, viz. Isopropyliden.
Bevorzugt ist der Wert von n = null, in diesem Fall A₁ durch die Formel wiedergegeben:
worin jedes R₁, jedes a und Q wie mit Bezug auf Formel II erläutert sind. Bevorzugt sind die beiden freien Bindungen in ortho- oder para-Stellung. Die para-Stellungen sind besonders bevorzugt.
Die dihydroxyaromatische Verbindung enthaltende Verbindungen, von denen A₁ abstammt, können ebenfalls polyol-funktionelle kettenverlängernde Verbindungen sein. Beispiele solcher Verbindungen schließen mit alkalischem Oxid verlängerte Bisphenole ein. Typischerweise ist das verwendete alkalische Oxid Ethylenoxid, Propylenoxid oder Mischungen hiervon. Wenn beispielsweise para,para-Bisphenole mit Ethylenoxid kettenverlängert werden, kann der zweiwertige Rest A₁ oftmals durch die Formel wiedergegeben werden:
worin jedes R₁, jedes a und Q wie mit Bezug auf Formel II erläutert sind, und die Durchschnittswerte von j und k sind jeweils unabhängig in dem Bereich von etwa 1 bis etwa 4.
Ein bevorzugtes aromatische Verbindung enthaltendes bis(allylcarbonat)-funktionelles Monomeres wird durch die Formel wiedergegeben:
und ist üblicherweise bekannt als Bisphenol-A-bis(allylcarbonat).
Eine große Vielzahl von Verbindungen können als das polyethylenartig-funktionelle Monomere, das zwei oder drei ethylenartig ungesättigte Gruppen enthält, verwendet werden. Bevorzugte polyethylenartig-funktionelle Verbindungen, welche zwei oder drei ethylenartig ungesättigte Gruppen enthalten, können allgemein als die Acrylsäureester und die Methacrylsäureester von aliphatischen mehrwertigen Alkoholen beschrieben werden, wie beispielsweise die Di- und Triacrylate und die Di- und Trimethacrylate von Ethylenglycol, Triethylenglycol, Tetraethylenglycol, Tetramethylenglycol, Glycidyl, Diethylenglycol, Butylenglycol, Propylenglycol, Pentandiol, Hexandiol, Trimethylolpropan und Tripropylenglycol. Beispiele von spezifisch geeigneten polyethylenartig-funktionellen Mo nomeren, welche zwei oder drei ethylenartig ungesättigte Gruppen enthalten, schließen Trimethylolpropantriacrylat (TMPTA), Tetraethylenglycoldiacrylat (TTEGDA), Tripropylenglycoldiacrylat (TRPGDA), 1,6-Hexandioldimethacrylat (HDDMA) und Hexandioldiacrylat (HDDA) ein.
Im allgemeinen zeigt ein Photoinitiator zur Initiierung der Polymerisation der linsenbildenden Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung bevorzugt ein Absorptionsspektrum von aktivierendem Licht über dem Bereich von 300–400 nm. Hohe spezifische Absorption eines Photoinitiators in diesem Bereich ist jedoch nicht erwünscht, insbesondere wenn eine dicke Linse gegossen wird. Im folgenden werden Beispiele von illustrativen Photoinitiatorverbindungen innerhalb des Umfanges der Erfindung gegeben: Methylbenzoylformiat, 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-on, 1-Hydroxycyclohexylphenylketon, 2,2-Di-sec-butoxyacetophenon, 2,2-Diethoxyacetophenon, 2,2-Diethoxy-2-phenylacetophenon, 2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenon, Benzoinmethylether, Benzoinisobutylether, Benzoin, Benzil, Benzyldisulfid, 2,4-Dihydroxybenzophenon, Benzylidenacetophenon, Benzophenon und Acetophenon. Bevorzugte Photoinitiatorverbindungen sind: 1-Hydroxycyclohexylphenylketon (welches kommerziell von Ciba-Geigy als Irgacure 184 erhältlich ist), Methylbenzoylformiat (welches kommerziell von Polysciences, Inc. erhältlich ist) oder Mischungen hiervon.
Methylbenzoylformiat ist ein allgemein bevorzugter Photoinitiator, da es dazu neigt, eine geringere Polymerisationsgeschwindigkeit zu ergeben. Die geringere Polymerisationsgeschwindigkeit hat die Neigung, übermäßigen Wärmeaufbau (und resultierendes Reißen der Linse) während der Polymerisation zu vermeiden. Zusätzlich ist es relativ einfach, flüssiges Methylbenzyoformiat (welches bei Umgebungstemperaturen flüssig ist) mit vielen Acrylaten, Diacrylaten und Allylcarbonatverbindungen unter Bildung einer linsenbildenden Zusammensetzung zu vermischen. Die mit Methylbenzoylformiatphotoinitia tor hergestellten Linsen haben die Neigung, vorteilhaftere Spannungsmuster und Gleichförmigkeit zu zeigen.
Ein stark absorbierender Photoinitiator absorbiert das meiste des einfallenden Lichtes in dem ersten Millimeter der Linsendicke unter Herbeiführung von rascher Polymerisation in diesem Bereich. Das verbleibende Licht erzeugt eine sehr viel niedrigere Polymerisationsgeschwindigkeit unterhalb dieser Tiefe und ergibt eine Linse, welche sichtbare Verzerrungen hat. Ein idealer Photoinitiator zeigt hohe Aktivität, hat jedoch einen niedrigeren Extinktionskoeffizienten in dem brauchbaren Bereich. Ein niedrigerer Extinktionskoeffizient von Photoinitiatoren bei längeren Wellenlängen hat die Neigung, die Strahlung von aktivierendem Licht tiefer in das Reaktionssystem eindringen zu lassen. Dieses tiefere Eindringen der Strahlung von aktivierendem Licht erlaubt. die Bildung von Photoinitiatorradikalen gleichförmig durch die Probe und liefert eine ausgezeichnete Gesamtaushärtung. Da die Probe von sowohl oben als auch unten bestrahlt werden kann, ist ein System, bei welchem nennenswertes Licht das Zentrum des dicksten Abschnittes der Linse erreicht, bevorzugt. Die Photoinitiatorlöslichkeit und -verträglichkeit mit dem Monomerensystem ist ebenfalls ein wichtiges Erfordernis.
Eine zusätzliche Betrachtung ist der Einfluß der Photoinitiatorbruchstücke in dem fertigen Polymeren. Einige Photoinitiatoren erzeugen Bruchstücke, welche eine gelbe Färbung in der fertigen Linse ergeben. Obwohl solche Linsen tatsächlich sehr wenig sichtbares Licht absorbieren, sind sie aus kosmetischen Gründen unerwünscht.
Photoinitiatoren sind oft sehr systemspezifisch, so daß Photoinitiatoren, welche in einem System effizient sind, in einem anderen schlecht funktionieren können. Zusätzlich hängt die Initiatorkonzentration in einem starken Ausmaß von der Intensität des einfallenden Lichtes und der Monomerenzusammensetzung ab. Die Identität des Initiators und seine Konzentration sind für irgendeine besondere Formulierung wichtig.
Eine Konzentration an Initiator, welche zu hoch ist, hat die Neigung, zum Reißen und Vergilben der Linse zu führen. Konzentrationen von Initiator, welche zu niedrig sind, haben die Neigung, zu unvollständiger Polymerisation und einem weichen Material zu führen.
Farbstoffe und/oder Pigmente sind wahlweise Materialien, welche vorliegen können, wenne hohe Transmission von Licht nicht erforderlich ist.
Das Auflisten von wahlweisen Inhaltsstoffen, die oben genannt wurden, ist keinesfalls erschöpfend. Diese und andere Inhaltsstoffe können in ihren üblichen Mengen für die üblichen Zwecke verwendet werden, sofern sie nicht die Formulierungspraxis für gutes Polymeres ernsthaft stören.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein bevorzugtes aromatische Verbindung enthaltendes bis(allylcarbonat)-funktionelles Monomeres, Bisphenol-A-bis(allylcarbonat) zusammengemischt mit einem oder mehreren rascher reagierenden polyethylenartig-funktionellen Monomeren, welche zwei Arylat- oder Methacrylatgruppen wie 1,6-Hexandioldimethacrylat (HDDMA), 1,6-Hexandioldiacrylat (HDDA), Tetraethylenglycoldiacrylat (TTEGDA) und Tripropylenglycoldiacrylat (TRPGDA) enthalten, und wahlweise einem polyethylenartig-funktionellen Monomeren, das drei Acrylatgruppen, wie Trimethylolpropantriacrylat (TMPTA), enthält. Im allgemeinen polymerisieren Verbindungen, welche Acrylatgruppen enthalten, sehr viel rascher als solche, welche Allylgruppen enthalten.
Bei einer Ausführungsform erzeugen die Lampen 40 eine Intensität an der Lampenoberfläche von annähernd 4,0 bis 7,0 mW/cm² von aktivierendem Licht mit einer Wellenlänge zwischen 300 und 400 nm, wobei dieses Licht sehr gleichförmig ohne irgendwelche scharfen Diskontinuitäten innerhalb des Reaktionsverfahrens verteilt wird. Solche Lampen sind kommerziell erhältlich von Sylvania unter der Markenbezeichnung Sylvania Fluorescent (F15T8/2052) oder Sylvania Fluorescent (F15T8/350BL/18'') GTE.
Wie oben angegeben, ist aktivierendes Licht mit einer Wellenlänge zwischen 300 und 400 nm bevorzugt, weil die Photoinitiatoren gemäß der vorliegenden Erfindung bevorzugt bei dieser Wellenlänge absorbieren und die Formteile 78 bevorzugt maximale Transmission bei dieser Wellenlänge erlauben.
Es wird bevorzugt, daß keine scharfen Intensitätsgradienten der Strahlung von aktivierendem Licht sowohl horizontal als auch vertikal durch die Linsenzusammensetzung während des Aushärtverfahrens vorliegen. Scharfe Intensitätsgradienten durch die Linse können zu Defekten in der fertigen Linse führen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schließt die flüssige linsenbildende Zusammensetzung Bisphenol-A-bis(allylcarbonat) anstelle von DEG-BAC ein. Das Bisphenol-A-bis(allylcarbonat)-monomere hat einen höheren Brechungsindex als DEG-BAC, was die Herstellung von dünneren Linsen erlaubt, wobei dies bei relativ dicken positiven oder negativen Linsen wichtig ist. Das Bisphenol-A-bis(allylcarbonat)-monomere ist kommerziell von PPG Industries unter dem Markennamen HIRI I oder CR-73 erhältlich. Aus diesem Produkt hergestellte Linsen haben manchmal ein sehr schwaches, kaum feststellbares Ausmaß an Vergilbung. Eine kleine Menge eines blauen Farbstoffes, bestehend aus 9,10-Anthracendion-1-hydroxy-4-[(4-methylphenyl)amino], erhältlich als Thermoplast Blue 684 von BASF Wyandotte Corp., wird bevorzugt zu der Zusammensetzung zugegeben, um dem Vergilben entgegenzuwirken. Zusätzlich scheint das Vergilben zu verschwinden, falls die Linse der oben beschriebenen Nachaushärtwärmebehandlung unterworfen wird. Darüber hinaus hat das Vergilben die Neigung, bei Nicht-Aushärten nach annähernd 2 Monaten bei Umgebungstemperatur zu verschwinden.
TTEGDA, erhältlich von Sartomer und Radcure, ist ein Diacrylatmonomeres, welches bevorzugt in die Zusammensetzung eingegeben wird, da es ein rasch polymerisierendes Monomeres. ist, welches die Vergilbung reduziert und ein sehr klares Produkt liefert. Falls zu viel TTEGDA in die mehr bevorzugte Zusammensetzung eingegeben wird, d. h. mehr als etwa 25 Gew.-%, kann die fertige Linse jedoch anfällig gegenüber Reißen und zu flexibel sein, da dieses Material bei einer Temperatur oberhalb 40 NC zu flexibel ist. Falls TTEGDA aber ausgeschlossen wird, kann die fertige Linse zu brüchig sein.
HDDMA, erhältlich von Sartomer, ist ein Dimethacrylatmonomeres, das ein sehr steifes Rückgrat zwischen den zwei Methacrylatgruppen hat. HDDMA wird bevorzugt in die Zusammensetzung eingegeben, da es ein steiferes Polymeres ergibt und die Härte und Festigkeit der fertigen Linse erhöht. Dieses Material ist mit dem Bisphenol-A-bis(allylcarbonat)monomeren sehr verträglich. HDDMA trägt zu hoher Temperatursteifigkeit, Polymerklarheit und Polymerisationsgeschwindigkeit bei.
TRPGDA, erhältlich von Sartomer und Radcure, ist ein Diacrylatmonomeres, das bevorzugt in die Zusammensetzung eingegeben wird, da es gute Festigkeit und Härte ohne Herbeiführung von Sprödigkeit zu der fertigen Linse ergibt. Dieses Material ist ebenfalls steifer als TTEGDA.
TMPTA, erhältlich von Sartomer und Radcure, ist ein Triacrylatmonomeres, welches bevorzugt in die Zusammensetzung eingegeben wird, da es mehr Vernetzung in der fertigen Linse als die difunktionellen Monomere ergibt. TMPTA hat ein kürzeres Rückgrat als TTEGDA und erhöht die Hochtemperatursteifigkeit und -härte der fertigen Linse. Darüber hinaus trägt dieses Material zu der Verhütung von optischen Verzerrungen in der fertigen Linse bei. TMPTA trägt ebenfalls zu einer höheren Schrumpfung während der Polymerisation bei. Der Einschluß von zu viel von diesem Material in die mehr bevorzugte Zusammensetzung kann die fertige Linse zu brüchig machen.
Bestimmte der Monomere, welche bevorzugt in der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung verwendet werden, wie TTEGDA, TRPGDA und TMPTA, schließen Verunreinigungen ein und haben eine gelbe Färbung in bestimmten ihrer kommerziell verfügbaren Formen. Die gelbe Färbung dieser Monomere wird bevorzugt reduziert oder entfernt durch Durchleiten hiervon durch eine Kolonne von Aluminiumoxid (basisch), welche basisches Aluminiumoxidpulver einschließt. Nach Durchtritt durch die Aluminiumoxidkolonne absorbieren die Monomere fast kein aktivierendes Licht. Ebenfalls nach dem Durchtritt durch die Aluminiumoxidkolonne werden Unterschiede zwischen Monomeren, welche von unterschiedlichen Quellen erhalten wurden, im wesentlichen ausgeschaltet. Es wird jedoch bevorzugt, daß die Monomere von einer Quelle erhalten werden, welche die Monomere mit der geringsten Menge an hieran enthaltenen Verunreinigungen liefert. Die Zusammensetzung wird bevorzugt vor der Polymerisation hiervon zur Entfernung von suspendierten Teilchen filtriert.
Die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann bevorzugt entsprechend dem folgenden Protokoll hergestellt werden. Geeignete Mengen von HDDMA, TTEGDA, TMPTA und TRPGDA werden gründlich gemischt und gerührt, bevorzugt mit einem Glasstab. Die Acrylat/Methacrylatmischung kann dann durch eine Reinigungskolonne geschickt werden.
Eine geeignete Reinigungssäule kann innerhalb einer Glaskolonne mit einer über einem Teflonventil eingepaßten Glasscheibe und einem oberen Vorratsbehälter mit einer Kapazität von annähernd 500 ml und einem Körper mit einem Durchmesser von 22 mm und einer Länge von etwa 47 cm angeordnet werden. Die Kolonne kann durch Anordnen auf der eingepaßten Glasscheibe von annähernd 35 g aktiviertem Aluminiumoxid (basisch), erhältlich von ALFA Products, Johnson Matthey, Danvers, MA, in einer 60 mesh Form oder von Aldrich in einer 150 mesh Form hergestellt werden. Annähernd 10 g eines Entferners für Inhibitor (Hydrochinon/Methylester-Entferner), erhältlich als HR-4 von Scientific Polymer Products, Inc., Ontario, NY, kann dann auf dem Oberteil des Aluminiumoxids angeordnet werden, sowie abschließend annähernd 35 g von ak tiviertem Aluminiumoxid (basisch) kann auf der Oberseite des Inhibitor-Entferners angeordnet werden.
Annähernd 600 g der Acrylat/Methacrylatmischung kann dann auf die Kolonnenpackung aufgegeben werden. Ein Überdruck von 2–3 psi kann dann am Oberteil der Kolonne angelegt werden, was eine Strömungsrate von annähernd 30 bis 38 Gramm pro Stunde ergibt. Parafilm kann zum Abdecken der Verbindung der Kolonnenspitze und des Aufnahmekolbens verwendet werden, um die Infiltration von Staub und Wasserdampf zu verhindern. Die Acrylat/Methacrylatmischung kann bevorzugt in einem Behälter aufgefangen werden, welcher gegenüber Strahlung von aktivierendem Licht opak ist.
Eine geeignete Menge von Bisphenol-A-bis(allylcarbonat) kann dann zu der Acrylat/Methacrylatmischung zur Herstellung der endgültigen Monomerenmischung zugesetzt werden.
Eine geeignete Menge eines Photoinitiators kann dann zu der endgültigen Monomerenmischung zugegeben werden. Die endgültige Monomerenmischung, mit oder ohne Photoinitiator, kann dann in einem Behälter, der gegenüber Strahlung von aktivierendem Licht opak ist, gelagert werden.
Eine geeignete Menge eines Farbstoffes kann ebenfalls zu der endgültigen Monomerenmischung, mit oder ohne Photoinitiator, zugesetzt werden.
Nach der Fertigstellung zeigen die mit aktivierendem Licht ausgehärteten Linsen der vorliegenden Erfindung ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber organischem Lösungsmittel wie Aceton, Methylethylketon und Alkoholen.
Für die besten Ergebnisse werden sowohl die Gießoberflächen 86 und die Nicht-Gießoberflächen 88 der Formteile 78 bis auf optische Qualität endbehandelt. Beispielsweise kann eine Welle auf der Nicht-Gießoberfläche 88 in der fertigen Linse als Ergebnis der Störung des einfallendes Lichtes reproduziert werden.
Formmarkierungen bewirken unterschiedliche Bedingungen der Lichtintensität unter der Markierung, selbst wenn die Markierung auf der Nicht-Gießoberfläche 88 der Formteile 78 vorliegt. Der vollständig exponierte Bereich der Linse hat die Neigung, härter zu sein und die Linse kann hierdurch Spannungen haben. Der Anteil der Linse unter der Markierung hat ebenfalls die Neigung, schwächer an dem Ende der Aushärtperiode zu sein. Dieser Effekt wurde beobachtet und kann vorzeitige Freigabe bewirken oder Reißen induzieren.
Formdefekte an den Kanten stören die Abdichtbedingungen und häufig induzieren sie vorzeitige Freigabe. Es wird angenommen, daß bei Fortschreiten der Reaktion die erzeugte Wärme dazu neigt, die Haftung zwischen der schrumpfenden Linse und der Formoberfläche zu reduzieren. Diese Reduzierung der Haftung neigt dazu, daß die Linse von der Form weggezogen wird. Bei stark gekrümmten Linsen (d. h. hoher Brechkraft) hat dieses Problem die Neigung, stärker wegen zwei Faktoren ausgeprägt zu sein: (1) diese Linsen haben eine größere Dicke und daher mehr Material, welches Wärme erzeugt (was dadurch die Reaktion beschleunigt und mehr Wärme freisetzt), und (2) diese Linsen haben ein größeres Dickendifferential zwischen dicken und dünnen Abschnitten der Linse, was dazu neigt, Spannung an den Formen als Folge von unterschiedlicher Schrumpfung hervorzurufen. Ebenfalls ist es möglich, daß die erzeugten Temperaturen relativ tief innerhalb einer dicken Linse eine gewisse Verdampfung von Monomerem bewirken. Dieses verdampfte Monomere wandert dann zu der Grenzfläche Linse/Form, wodurch das Vakuum zwischen den beiden gebrochen wird.
Wegen des Problems der vorzeitigen Freigabe werden bevorzugt Linsen mit hoher Brechkraft so ausgehärtet, daß sie Haftung an den Formen beibehalten. Bevorzugt biegen sich die Formen und passen sich der Spannung an.
Bevorzugt ist das verwendete Kühlfluid Luft bei einer Temperatur von weniger als 50°C. Das Fluid kann unterhalb von 0°C vorliegen, bei einer bevorzugten Ausführungsform lag das Fluid jedoch bei einer Temperatur zwischen 0°C und weniger als 20°C, bevorzugt etwa 0–15°C, mehr bevorzugt etwa 0–10°C, noch mehr bevorzugt etwa 3–8°C vor. Bei einer bevorzugten Ausführungsform betrug die Fluidtemperatur etwa 5°C. wie in 9 gezeigt, schließt eine linsenbildende Vorrichtung 300 zur Herstellung einer Kunststofflinse einen Kühler 312 ein, um Kühlfluid zu der Vorrichtung 300 über die Leitung 314 zuzuführen. Das Fluid kann zu der Vorrichtung 300 zugeführt und dann über die Leitung 320 abgegeben werden. Das über die Leitung 320 abgegebene Fluid kann über die Leitung 318 abgeblasen werden, oder es kann alternativ über die Leitung 316 zu dem Kühler 312 rückgeführt werden. Der Kühler 312 schließt bevorzugt eine Wasser/Antigefriereinrichtung Neslab CFT-50 (Newington, N. H., USA) ein. Eine von Neslab gebaute Gebläsebox, ausgelegt für eine Minimaltemperatur von 3°C und 8 cubic feet (etwa 0,224 Kubikmeter) pro Minute Luft pro Luftverteiler 94 wurde mit der Kühleinrichtung verwendet. Die Gebläsebox schloß eine Wärmetauscherspirale, durch welche abgekühltes Wasser zirkuliert wurde, ein Gebläse und eine Mitteltyp-Anordnung zur Zufuhr von Luft zu der Leitung 314 ein.
Falls Linsen mit kontinuierlichem aktivierendem Licht ohne irgendeine Kühlung der Form hergestellt werden, kann die Temperatur der Anordnung Form-Linse auf über 50°C ansteigen. Linsen mit niedrigen Dioptriezahlen können auf diese Weise hergestellt werden, jedoch kann bei dies bei Plus- oder Minus-Linsen mit höheren Dioptriezahlen nicht der Fall sein. Bestimmte Linsen können durch Steuerung (z. B. Kühlen) der Temperatur des Linsenmaterials während des Aushärtens mit Zirkulieren von nicht-gekühltem Fluid (d. h. Fluid bei Umgebungstemperaturen) hergestellt werden. Das Umgebungsfluid in diesen Systemen wird auf die Formteile in derselben Weise wie oben beschrieben gerichtet. Das Zirkulieren von Fluid mit Umgebungstemperatur erlaubt die Herstellung eines breiteren Bereiches von Vorgaben als die Herstellung von Linsen ohne eine Kühlung der Form überhaupt.
Die meisten Polymerisationsfaktoren stehen untereinander in Beziehung. Die ideale Temperatur der Polymerisation steht mit der Dioptriezahl und der Dicke der zu gießenden Linse in Beziehung. Die thermische Masse ist ein Faktor. Niedrigere Temperaturen (unterhalb etwa 10°C) werden bevorzugt, um + oder – Linsen mit höheren Dioptriezahlen bei Anwendung von kontinuierlichem aktivierendem Licht zu gießen. Diese niedrigeren Temperaturen haben die Neigung, eine Erhöhung der Photoinitiatorkonzentration zu erlauben, was wiederum die Reaktion beschleunigen und die Aushärtzeit erniedrigen kann.
Die Verhütung von vorzeitiger Freigabe bei Anwendung von kontinuierlichem aktivierendem Licht ist ebenfalls etwas abhängig von den Strömungsraten des kühlenden Fluids wie auch seiner Temperatur. Falls beispielsweise die Temperatur des Kühlfluides herabgesetzt wird, kann es ebenfalls möglich sein, die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlfluides herabzusetzen. In gleicher Weise können die Nachteile eines Kühlfluides mit höherer Temperatur etwas durch höhere Strömungsgeschwindigkeiten von Kühlfluid gemildert werden.
Bei einer Ausführungsform betragen die Luftströmungsgeschwindigkeiten für ein duales Verteilersystem (d. h. einen Luftverteiler oberhalb und unterhalb der Linsenzusammensetzung) etwa 1–30 Norm cubic feet ("scf") (etwa 0,028–0,850 Normkubikmeter) pro Minute pro Verteiler, mehr bevorzugt etwa 4–20 cubic feet (etwa 0,113–0,566 Normkubikmeter) pro Minute pro Verteiler und noch mehr bevorzugt etwa 9–15 (etwa 0,255–0,423 Normkubikmeter) cubic feet pro Minute pro Verteiler. "Normbedingungen", wie hier verwendet, bedeuten 60°F (etwa 15,556°C) und Druck von einer Atmosphäre (etwa 101,325 Kilopascal).
Die Dicke der Glasformen, welche zum Gießen von polymerisierten Linsen verwendet werden, können die hergestellten Linsen beeinflussen. Eine dünnere Form hat die Neigung, einen effizienteren Wärmeübergang zwischen dem polymerisierenden Material und der Kühlluft zu ermöglichen, so daß die Rate ei ner vorzeitigen Freigabe reduziert wird. Zusätzlich hat eine dünnere Form die Neigung, eine größere Neigung zum Biegen zu zeigen. Eine dünnere Form neigt zum Biegen während der relativ raschen Differentialschrumpfung zwischen den dicken und dünnen Abschnitten einer polymerisierten Linse, was wiederum das Auftreten von vorzeitiger Freigabe reduziert. Bei einer Ausführungsform haben das erste und das zweite Formteil eine Dicke von weniger als etwa 5,0 mm, bevorzugt etwa 1,0–5,0 mm, mehr bevorzugt etwa 2,0–4,0 mm und noch mehr etwa 2,5–3,5 mm.
"Vordere" Form oder Fläche bedeutet die Form oder Fläche, deren Oberfläche letztlich die Oberfläche einer Augenglaslinse bildet, welche am weitesten von dem Auge des Trägers einer Augenglaslinse entfernt ist. "Hintere" Form oder Fläche bedeutet die Form oder Fläche, deren Oberfläche letztlich die Oberfläche einer Augenglaslinse bildet, welche am nächsten zu dem Auge eines Trägers einer Augenglaslinse liegt.
Bei einer Ausführungsform wird das linsenbildende Material bevorzugt zur Bildung einer festen Linse bei relativ niedrigen Temperaturen, bei relativ niedriger kontinuierlicher Intensität von aktivierendem Licht und relativ niedrigen Photoinitiatoren ausgehärtet. So hergestellte Linsen haben im allgemeinen eine Shore-D-Härte von etwa 60–78 (für bevorzugte Zusammensetzungen), wenn sie für etwa 15 Minuten ausgehärtet wurden, wie oben beschrieben. Die Härte kann auf etwa 80–81 Shore-D durch nachaushärtendes Erhitzen der Linse in einem konventionellen Ofen für etwa 10 Minuten verbessert werden, wie oben beschrieben.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann aktivierendes Licht mit Quecksilberdampflampen bereitgestellt werden, welche in Aushärtkammern UVEXS, Inc., Modell CCU oder 912 (Sunnyvale, CA, USA) vorgesehen sind.

Bei einem alternativen Verfahren zur Herstellung einer Linse kann die gewünschte Krümmung (d. h. die Stärke) der Linse unter Verwendung derselben Formen, jedoch mit unterschied lichen Lichtverteilungen variiert werden. In dieser Weise kann eine Form zur Herstellung von unterschiedlichen Linsen mit unterschiedlichen Krümmungen verwendet werden. Dieses Verfahren schließt die Stufen ein von: (1) Anordnen eines polymerisierbaren linsenbildenden Materials in einem Formhohlraum, der teilweise zwischen einem ersten Formteil und einem zweiten Formteil gebildet wird, und worin der Hohlraum eine theoretische Krümmung definiert, welche von der gewünschten Krümmung verschieden ist, (2) Richten von aktivierendem Licht auf wenigstens eines der ersten und zweiten Formteile und worin die Strahlen von aktivierendem Licht auf das erste oder zweite Formteil derart gerichtet werden, daß das Material zur Bildung einer Linse mit der gewünschten Krümmung aushärtet, und (3) Kontaktieren von Fluid mit dem ersten oder zweiten Formteil zum Kühlen des ersten oder zweiten Formteiles. Die resultierende Linsenkrümmung kann in Abhängigkeit von der Weise, wie das aktivierende Licht auf das erste oder das zweite Formteil gerichtet wird, variieren. D. h. durch Variieren der relativen Intensität des Lichtes quer über die Linsenmaterialradien ist es möglich, die Krümmung der resultierenden Linse zu variieren. BEISPIEL 1 Formulierung

17%	Bisphenol-A-bisallylcarbonat
10%	1,6-Hexandioldimethacrylat
20%	Trimethylolpropantriacrylat
21%	Tetraethylenglycoldiacrylat
32%	Tripropylenglycoldiacrylat
0,012%	1-Hydroxycyclohexylphenylketon
0,048%	Methylbenzoylformiat
< 10% ppm	Hydrochinon & Methylethylhydrochinon

Hydrochinon und Methylethylhydrochinon waren Stabilisatoren, die in einigen der Diacrylat- und/oder Triacrylatverbindungen, erhalten von Sartomer, vorhanden waren. Bevorzugt ist die Menge von Stabilisatoren auf einem Minimum, da die Stabilisatoren die Geschwindigkeit und den Betrag des Aushärtens beeinflussen. Falls größere Mengen von Stabilisatoren zugesetzt werden, müssen im allgemeinen größere Mengen von Photoinitiatoren ebenfalls zugesetzt werden.
ZUSÄTZLICHE VERBESSERUNGEN
NACHAUSHÄRTEN MIT EINER SAUERSTOFFBARRIERE, ANGEREICHERT MIT PHOTOINITIATOR
Bei bestimmten Anwendungen können alle linsenbildenden Zusammensetzungen beim vollständigen Aushärten durch Exposition gegenüber Strahlen von aktivierendem Licht bei der Bildung der Linse versagen. Insbesondere ein Teil der linsenbildenden Zusammensetzung in Nähe der Dichtung verbleibt oftmals in einem flüssigen Zustand im Anschluß an die Herstellung der Linse. Es wird angenommen, daß die Dichtungen oftmals etwas gegenüber Luft durchlässig sind, und als Ergebnis permeiert Sauerstoff durch sie und kommt mit Teilen des linsenbildenden Materials, welche nahe bei der Dichtung liegen, in Kontakt. Da Sauerstoff die Neigung hat, den Photoaushärtprozeß zu hemmen, besteht die Neigung, daß Teile der linsenbildenden Zusammensetzung in Nähe der Dichtung bei der Bildung der Linse nicht-ausgehärtet bleiben.
Nicht-ausgehärtete linsenbildende Zusammensetzung in Nähe der Dichtung ist ein Problem aus mehreren Gründen. Zunächst beläßt die linsenbildende Zusammensetzung die Kanten der ausgehärteten Linse in einem etwas klebrigen Zustand, was die Handhabung der Linsen schwieriger macht. Zweitens ist es etwas schwierig, die linsenbildende Zusammensetzung vollständig von der Oberfläche der Linse zu entfernen. Drittens kann die flüssige linsenbildende Zusammensetzung fließen und wenigstens teilweise die Oberfläche von Linsen beschichten, wenn solche Linsen aus den Formen entfernt werden. Diese Beschichtung ist schwierig zu entfernen und macht den Auftrag von kratzfesten Überzügen oder färbenden Farbstoffen schwieriger. Diese Beschichtung hat die Neigung, die Wechselwirkung von kratzfesten Überzügen und färbenden Farbstoffen mit der Oberfläche der ausgehärteten Linse zu stören. Viertens, falls sich Tropfen von flüssigem linsenbildendem Material bilden, können diese Tropfen später aushärten und einen Steg oder Vertiefung auf der Oberfläche der Linse bilden, insbesondere wenn die Linse spätere Nachhärtprozesse oder Beschichtungsprozesse für Kratzfestigkeit erfährt. Als Ergebnis der oben genannten Probleme müssen Linsen oftmals sorgfältig gereinigt oder erneut gegossen werden, wenn flüssige linsenbildende Zusammensetzung zurückbleibt, nachdem die Linse in einem anfänglichen Aushärtprozeß geformt wurde.
Die oben angegebenen Probleme können gemildert werden, falls weniger flüssige linsenbildende Zusammensetzung in der Nähe der Dichtung zurückbleibt, nachdem die Linse geformt wurde. Eine Methode zur Herabsetzung dieses Problems der "feuchten Kante" bezieht sich auf die Steigerung der Menge von Photoinitiator, welche in der linsenbildenden Zusammensetzung vorliegt (d. h. Erhöhung der Menge von Photoinitiator in der linsenbildenden Zusammensetzung über etwa 0,15%). Wenn so verfahren wird, besteht jedoch die Neigung zur Herbeiführung von anderen Problemen. Spezifisch haben erhöhte Gehalte von Photoinitiator die Neigung, die Freisetzung von exothermer Wärme mit einer relativ hohen Rate während der Reaktion der Zusammensetzung zu bewirken. Es besteht die Neigung zur vorzeitigen Freigabe und/oder Reißen der Linse. Daher wird angenommen, daß niedrigere Mengen von Photoinitiator bevorzugt sind.
Das Problem der feuchten Kante wurde durch eine Vielzahl von Methoden behandelt, die in der US-Patentanmeldung Serial Nr. 07/931 946 angegeben sind. Solche Methoden beziehen sich auf die Entfernung der Dichtung und das Aufbringen entweder einer Sauerstoffbarriere oder einer mit Photoinitiator angereicherten Flüssigkeit an der exponierten Kante der Linse. Die Linse wird dann erneut mit ausreichend aktivierendem Licht bestrahlt, um die Kante der Linse vor der Entformung vollständig trocken zu machen.
Eine Ausführungsform der Erfindung bezieht sich auf die Verbesserung der in Anmeldung 07/931 946 beschriebenen Methoden. Diese Ausführungsform bezieht sich auf die Kombination einer Sauerstoffbarriere mit einem Photoinitiator. Spezifisch wird bei einer Ausführungsform eine Sauerstoffbarriere 970 (d. h. ein dünner Streifen von Polyethylenfilm oder ähnlichem, wie in 12 gezeigt) eingebettet oder mit einem Photoinitiator 972 imprägniert. Die Sauerstoffbarriere wird dann rings um die Kante einer ausgehärteten Linse, welche sich immer noch innerhalb der zwei Formen eingefaßt befindet (jedoch mit entfernter Dichtung) gewickelt. Während sie immer noch "in der Form" ist, wird die Linse dann aktivierendem Licht unter Trocknen ihrer Kante ausgesetzt. Eine Verbesserung dieser Methode gegenüber der zuvor beschriebenen Methode liegt darin, daß eine signifikante Herabsetzung der aktivierenden Dosierung, welche zum Überführen der Linsenkante bis zur Trockne erforderlich ist, gegeben ist.
Ein Sauerstoffbarrierefilm aus Kunststoff, welcher einen Photoinitiator einschließt, kann hergestellt werden durch: (a) Eintauchen eines Kunststofffilmes in eine Lösung, welche einen Photoinitiator umfaßt, (b) Entfernen des Kunststofffilmes aus der Lösung, und (c) Trocknen des Kunststofffilmes. Die Lösung kann ein Ätzmittel einschließen. Bevorzugt wird eine Oberfläche des Kunststofffilmes vor dem oder während des Eintauchens des Kunststofffilmes in die Lösung geätzt.
Bei einem Beispiel können dünne Streifen (z. B. Breite etwa 10 mm) von Film aus Polyethylen hoher Dichte (annähernd 0,013 mm dick) in einer Lösung von 97% Aceton und 3% Irgacure 184 (einem Photoinitiator, kommerziell erhältlich von Ciba Geigy aus Farmingdale, New Jersey) für etwa 5 Minuten eingeweicht werden. Der Polyethylenfilm kann von Tape Solutions, Inc. (Nashville, Tennessee) erhalten werden. Bei einer stärker bevorzugten Ausführungsform kann 0,5% Byk 300 (ein Fließmittel, kommerziell erhältlich von Byk Chemie, Wallingford, Connecticut) in die Einweichlösung eingegeben werden. Es wird angenommen, daß Xylol in dem Byk 300 die Neigung hat, die Oberfläche des Films zu ätzen und den Film gegenüber der Absorption des Irgacure 184 stärker empfänglich zu machen. Bei einer noch mehr bevorzugten Ausführungsform können die behan delten Polyethylenstreifen in Aceton für etwa 10 Sekunden eingetaucht werden, um überschüssiges Irgacure 184 zu entfernen. Überschüssiger Photoinitiator ist als weißes Pulver ersichtlich, welches die Streifen nach dem Trocknen bedeckt. In jedem Fall werden die Streifen dann an Luft trocknen gelassen, bevor sie auf die Kante der Linse, wie oben beschrieben, aufgelegt werden.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann eine Kunststoff-Augenglaslinse durch die folgenden Stufen hergestellt werden: (1) Anordnen einer flüssigen polymerisierbaren linsenbildenden Zusammensetzung in einem Formhohlraum, der durch eine Dichtung, ein erstes Formteil und ein zweites Formteil gebildet wird; (2) Richten von Strahlen von erstem aktivierendem Licht auf wenigstens eines der Formteile zum Aushärten der linsenbildenden Zusammensetzung, so daß sie eine Linse mit einer Rückfläche, Kanten und einer Vorderfläche bildet, und wobei ein Teil der linsenbildenden Zusammensetzung in der Nähe der Kanten der Linse nicht vollständig ausgehärtet ist; (3) Entfernen der Dichtung zum Freilegen der Kanten der Linse; (4) Auflegen einer Sauerstoffbarriere, welche einen Photoinitiator einschließt, rings um die freigelegten Kanten der Linse, so daß wenigstens ein Teil des Photoinitiators der Sauerstoffbarriere in der Nähe der linsenbildenden Zusammensetzung, welche nicht vollständig ausgehärtet ist, vorliegt, und (5) Richten von zweiten Strahlen von aktivierendem Licht auf die Linse, so daß wenigstens ein Teil des Photoinitiators der Sauerstoffbarriere die Reaktion der linsenbildenden Zusammensetzung initiiert, während die Sauerstoffbarriere im wesentlichen verhindert, daß Sauerstoff von der Außenseite der Sauerstoffbarriere wenigstens einen Teil der linsenbildenden Zusammensetzung kontaktiert. Die ersten und zweiten Strahlen von aktivierendem Licht können (a) von gleicher oder verschiedener Wellenlänge und/oder Intensitäten sein, (b) kontinuierlich oder gepulst sein, und (c) von derselben oder einer unterschiedlichen Lichtquelle herrühren.
Ein Zweck der Stufen 4–5 besteht darin, die Menge von nicht-ausgehärteter flüssiger linsenbildender Zusammensetzung, welche vorliegt, wenn die Linse aus den Formen und/oder der Dichtung entfernt wird, zu reduzieren. Es wurde gefunden, daß das Reduzieren der Menge von flüssiger linsenbildender Zusammensetzung besonders vorteilhaft ist, falls eine solche Reduzierung erfolgt, bevor die Formen von der ausgehärteten Linse abgetrennt werden. Das Abtrennen der Formen von der ausgehärteten Linse kann bewirken, daß nicht-ausgehärtete Flüssigkeiten wenigstens partiell die Linsenflächen beschichten. Dieses Beschichten erfolgt, weil nicht-ausgehärtete flüssige linsenbildende Zusammensetzung die Neigung hat, über die Flächen verteilt zu werden, wenn die Formen von der Linse abgetrennt werden. Es wird angenommen, daß das Aushärten der Linse die Neigung hat, ein Vakuum zwischen der Linse und der Form zu erzeugen. Luft kann über die Formflächen zum Auffüllen dieses Vakuums streichen, wenn die Formen von der Linse abgetrennt werden. Diese Luft hat die Neigung, flüssige linsenbildende Zusammensetzung in das Vakuum mitzunehmen.
In der oben genannten Stufe 4 wird eine Sauerstoffbarriere, welche einen Photoinitiator einschließt, auf die Kanten oder Seiten der Linse nach Entfernung der Dichtung aufgelegt. Bevorzugt wird diese Sauerstoffbarriere aufgelegt, wenn die Linse immer noch an den Formen haftet. Bei einer alternativen Ausführungsform wird diese Sauerstoffbarriere ebenfalls auf die Kanten oder Seiten der Formen zum gleichen Zeitpunkt, wie sie auf die Seiten der Linse aufgelegt wird, aufgebracht. Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden die Seiten der Linsen zuerst gereinigt oder abgewischt, um wenigstens einen Teil der nicht-ausgehärteten flüssigen linsenbildenden Zusammensetzung zu entfernen, bevor die Sauerstoffbarriere aufgelegt wird.
Nachdem die Sauerstoffbarriere aufgelegt wurde, werden zweite Strahlen von aktivierendem Licht auf die Linse gerichtet. Nachdem die zweiten Strahlen von aktivierendem Licht auf die Linse gerichtet werden, wird wenigstens ein Teil der flüssigen linsenbildenden Zusammensetzung, welche in den anfänglichen Aushärtstufen nicht ausgehärtet wurde, ausgehärtet. Es wird angenommen, daß der in der Sauerstoffbarriere eingebettete Photoinitiator ein rascheres und vollständigeres Aushärten der nicht-ausgehärteten linsenbildenden Zusammensetzung erleichtert. Hierzu werden weniger zweite Strahlen von aktivierendem Licht verwendet, wodurch die in dieser Stufe erforderliche Zeit und Energie erniedrigt werden. Weiterhin hat die Linsenqualität die Neigung zur Verbesserung, da eine niedrigere Anwendung von zweiten Strahlen von aktivierendem Licht die Neigung zum Reduzieren des Potentials für Linsenvergilbung haben.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird im wesentlichen die Gesamtmenge der zurückbleibenden flüssigen linsenbildenden Zusammensetzung ausgehärtet, nachdem die zweiten Strahlen von aktivierendem Licht auf die Linse gerichtet wurden. Mehr bevorzugt ist die Linse im wesentlichen trocken, nachdem die zweiten Strahlen von aktivierendem Licht auf die Linse gerichtet wurden.
Nachdem die zweiten Strahlen von aktivierendem Licht auf die Linse gerichtet worden sind, kann die Linse dann entformt werden. Die Linse kann dann gefärbt werden. Nachdem die Linse entformt wurde, kann eine kratzfeste Beschichtung auf die Linse aufgebracht werden. Bei einer Ausführungsform wird eine kratzfeste Beschichtung auf die entformte Linse durch Auftrag einer flüssigen Beschichtungszusammensetzung für Kratzfestigkeit auf einer Fläche der Linse und dann Zuführen von Strahlen von aktivierendem Licht zu dieser Fläche zum Aushärten der flüssigen Beschichtung für Kratzfestigkeit bis zu einem Feststoff aufgebracht.
Bei einer Ausführungsform beträgt die Intensität der Strahlen von aktivierendem Licht, welche auf die Fläche der Linse zum Aushärten der flüssigen Beschichtungszusammensetzung für die Kratzfestigkeit bis zu einem Feststoff zugeführt wird, etwa 150–300 mW/cm² bei einem Wellenlängenbereich von etwa 360–370 nm, und etwa 50–150 mW/cm² bei einem Wellenlängenbereich von etwa 250–260 nm. Die Linse kann nach Entfernen aus den Formen oder nach dem Auftrag einer kratzfesten Beschichtung auf die Linse erhitzt werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Gesamtintensität der ersten Strahlen von aktivierendem Licht, welche auf die Formteile gerichtet werden, weniger als etwa 10 mW/cm².
Bei einer Ausführungsform beträgt die Intensität der zweiten Strahlen von aktivierendem Licht, welche auf die Linse gerichtet werden, etwa 150–300 mW/cm² bei einem Wellenlängenbereich von etwa 360–370 nm und etwa 50–150 mW/cm² bei einem Wellenlängenbereich von etwa 250–260 nm. Bevorzugt werden die zweiten Strahlen von aktivierendem Licht auf die Linse für weniger als etwa 1 Minute gerichtet.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann das oben beschriebene Verfahren weiterhin die zusätzliche Stufe des Richtens von dritten Strahlen von aktivierendem Licht auf die Linse vor dem Aufbringen der Sauerstoffbarriere einschließen. Diese dritten Strahlen von aktivierendem Licht werden bevorzugt zugeführt, bevor die Dichtung entfernt wird. Bevorzugt werden die zweiten und dritten Strahlen von aktivierendem Licht auf die Rückfläche der Linse gerichtet (wie oben angegeben, die zweiten und dritten Strahlen von aktivierendem Licht werden bevorzugt zugeführt, während die Linse sich in dem Formhohlraum befindet). Die dritten Strahlen von aktivierendem Licht liegen bevorzugt in etwa demselben Intensitätsbereich wie die zweiten Strahlen von aktivierendem Licht. Dieselbe Vorrichtung kann verwendet werden für sowohl die zweiten als auch die dritten Strahlen von aktivierendem Licht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform schließt das oben beschriebene Verfahren ebenfalls die Stufen der Entfernung der Sauerstoffbarriere von den Kanten der Linse ein.
Die Strahlen von zweiten und dritten aktivierendem Licht können wiederholt auf die Linse gerichtet werden. Beispielsweise können diese Strahlen von aktivierendem Licht über eine Lichtanordnung zugeführt werden, bei welcher die Linse unter einer Lichtquelle auf einem beweglichen Ständer durchtritt. Die Linse kann wiederholt unter dem Licht durchgeführt werden. Wiederholte Exposition der Linse gegenüber den Strahlen von aktivierendem Licht kann günstiger als eine längere Exposition sein.
Bevorzugt schließt die Sauerstoffbarriere einen Film ein, und mehr bevorzugt einen plastischen, flexiblen und/oder elastischen Film. Zusätzlich ist die Sauerstoffbarriere bevorzugt wenigstens partiell transparent für Strahlen von aktivierendem Licht, so daß Strahlen von aktivierendem Licht die Sauerstoffbarriere zum Aushärten von irgendwelcher zurückgebliebener flüssiger linsenbildender Zusammensetzung durchdringen. Bevorzugt ist die Sauerstoffbarriere streckbar und selbst-abdichtend. Diese Merkmale machen den Auftrag des Films leichter. Bevorzugt ist die Sauerstoffbarriere gegenüber Durchdringung von Flüssigkeiten resistent, so daß irgendwelche flüssige linsenbildende Zusammensetzung in der Formanordnung gehalten wird. Bevorzugt schließt die Sauerstoffbarriere eine thermoplastische Zusammensetzung ein. Es wird vorausgesetzt, daß zahlreiche unterschiedliche Sauerstoffbarrieren verwendet werden können (z. B. Saranumhüllung, Polyethylen, etc.). Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Film "Parafilm M Laboratory Film", welcher von American National Can (Greenwich, CT, USA) erhältlich ist. Die Sauerstoffbarriere kann ebenfalls Aluminiumfolie einschließen.
Bevorzugt ist die Sauerstoffbarriere weniger als etwa 1,0 mm dick. Mehr bevorzugt ist die Sauerstoffbarriere 0,01 bis 0,10 mm dick, und noch mehr bevorzugt ist die Sauerstoffbarriere weniger als 0,025 mm dick. Falls die Sauerstoffbarriere zu dick ist, kann sie nicht in einfacher Weise streckbar und/oder anpaßbar sein, und sie kann es nicht ermögli chen, daß eine ausreichende Lichtmenge hindurchtritt. Falls die Sauerstoffbarriere zu dünn ist, kann sie Neigung zum Reißen haben.
Eine Vorrichtung zum Aufbringen einer kratzfesten Beschichtungszusammensetzung auf eine Linse und dann das Aushärten der kratzfesten Beschichtungszusammensetzung ist in den US-Patenten 4 895 102 an Kachel et al. und 3 494 326 an Upton beschrieben (beide werden hier unter Bezugnahme aufgenommen). Zusätzlich kann die schematisch in 10 gezeigte Vorrichtung ebenfalls zum Aufbringen der kratzfesten Beschichtung verwendet werden.
10 zeigt eine Vorrichtung 600 mit einer ersten Kammer 602 und einer zweiten Kammer 604. Diese Vorrichtung kann verwendet werden, um kratzfeste Beschichtung auf eine Linse aufzubringen, eine Linse nach-auszuhärten oder aktivierendes Licht zu einer Anordnung Linse-Form zuzuführen. Die erste Kammer 602 schließt eine Öffnung 606 ein, durch welche ein Operator Linsen und Anordnungen Linsen-Form auf den Linsenhalter 608 auflegen kann. Der Linsenhalter 608 ist partiell von einer Barriere 614 umgeben. Die erste Kammer 602 kann ein Inspektionslicht 610 und eine Öffnung 618 im Boden der Kammer einschließen.
Der Linsenhalter 608 ist an einer Einrichtung 612 befestigt. Es ist vorgesehen, daß die Einrichtung 612 eine Rotationseinrichtung ist, welche es erlaubt, daß die Vorrichtung 600 zum Auftragen von kratzfesten Beschichtungen auf Linsen verwendet werden kann. In einem solchen Fall würde die Einrichtung 612 direkt mit dem Linsenhalter 608 durch ein Loch im Boden der Barriere 614 verbunden sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform berührt die Einrichtung 612 aber gerade den Linsenhalter 608 oder die Barriere 614 zum Bewegen der Einrichtung 616. Es wurde gefunden, daß eine getrennte Rotationseinrichtung (nicht gezeigt) bessere Ergebnisse für den Auftrag von kratzfesten Beschichtungen auf Linsen ergeben kann.
Bevorzugt hat die Barriere 614 eine innere Oberfläche, welche aus einem absorbierenden Material hergestellt und hiermit ausgekleidet ist, wie einem Schaumgummi. Bevorzugt ist dieses absorbierende Material zum Wegwerfen und Entfernen geeignet. Das absorbierende Material absorbiert irgendwelche Flüssigkeiten, welche von dem Linsenhalter 608 herabfallen, wodurch die innere Oberfläche der Barriere 614 sauber gehalten wird.
Bei einer Ausführungsform wird ein Verschluß 621 benutzt, um zu verhindern, daß aktivierendes Licht von der Lichtanordnung 622 die Barriere 614 kontaktiert. Es wird bevorzugt, daß der Linsenhalter 608 dem aktivierenden Licht von der Lichtanordnung 622 exponiert wird, während der Verschluß 621 wenigstens einen Teil des Lichtes an dem Kontakt mit der Barriere 614 hindert. Der Verschluß 621 hat daher die Neigung, die Bildung von Flocken auf der Oberfläche der Barriere 614 zu verhindern. Der Verschluß 621 arbeitet, nachdem die Barriere 614 fällt, wodurch die Barriere 614 abgeschirmt wird, während aktivierendes Licht zum Kontaktieren der Probe zugelassen wird.
Bei einer Ausführungsform kann die Vorrichtung 600 verwendet werden, um eine Vorbeschichtung auf die Linse aufzubringen, bevor die harte Beschichtung aufgebracht wird. Die Vorbeschichtung kann dazu dienen, um die "Benetzbarkeit" der Oberfläche, auf welche die harte Beschichtung aufgetragen werden soll, zu erhöhen. Ein Tensid wurde geeigneterweise für diesen Zweck verwendet, jedoch haben Tenside die Neigung, die Flüchtigkeit und die Fließeigenschaften der Linsenbeschichtungen in einer ungünstigen Weise zu beeinträchtigen. Die Vorbeschichtung kann Aceton und/oder Byk 300 einschließen. Bei gleichmäßiger Verteilung der harten Beschichtung auf eine Glaslinse im Linsenhalter 608 kann die Beschichtung in der Nähe der Kanten der Linse abgestreift werden, um die Bildung von übermäßigen Flocken während des Aushärtens zu verhindern.
Bei einer anderen Ausführungsform werden die Vorbeschichtung und die harte Beschichtung auf dem Linsenhalter 608 verteilt. Aktivierendes Licht wird auf die Beschichtungen wenigstens bis zur Bildung eines Geles gerichtet. Ein linsenbildendes Material kann auf der Oberseite des Gels angeordnet und ausgehärtet werden.
Die zweite Kammer 604 schließt eine Öffnung 620 in ihrem Boden ein. Sie schließt ebenfalls eine Anordnung für aktivierendes Licht 622 ein, wobei diese Vielfachlichtquellen und einen Lichtreflektor einschließen kann.
Die Vorrichtung 600 schließt ein Luftfiltersystem und Luftverteilersystem ein. Luft wird in die Kammer 628 mittels Gebläsen 626 durch ein Filter 624 gesaugt (die Menge und die Anordnungen der Gebläse und der Filter kann variieren). Die gefilterte Luft wird durch die Gebläse 626 innerhalb der Kammern 602, 604 und 617 verteilt. Luft strömt vom Punkt 613 zum Punkt 615 über Luftleitungen (nicht gezeigt), um die Kammer 617 zu erreichen. Die Temperatur der Lichter und/oder der zweiten Kammer können durch Ein- und Ausschalten verschiedener Gebläse 629 je nach Erfordernis zum Heraussaugen von Luft aus Kammer 604 gesteuert werden. Luft wird aus der Kammer 617 über Löcher 636, welche sich nahe bei dem unteren Teil der Öffnung 606 in der ersten Kammer 602 befinden, verteilt. Luft wird ebenfalls durch Gebläse 627 von der ersten Kammer 602 zur Kammer 630 durch Löcher 634, welche in der Nähe des oberen Teiles der Öffnung 606 in der ersten Kammer 602 vorliegen, gesaugt. Diese Anordnung hat die Neigung, den Eintritt von kontaminierenden Stoffen aus der ersten Kammer 606 zu verhindern. Luft wird aus der Kammer 630 in die Umgebung über Gebläse 627 abgegeben.
Während der Benutzung kann eine Linse oder eine Anordnung Linse-Form auf dem Linsenhalter 608 angeordnet werden. Ein Knopf kann gedrückt werden, wodurch die Bewegungseinrichtung 616 zur Bewegung der Einrichtung 612, des Linsenhalters 604 und der Barriere 614 derart gebracht wird, daß sie unter der Öffnung 620 in der zweiten Kammer 604 vorliegen. Licht wird auf diese Weise auf die Linse oder die Anordnung Linse-Form von der Lichtanordnung 622 zugeführt. Nach einer eingestellten Zeitspanne bewegt die Bewegungsvorrichtung 616 alles wieder zurück in einem Ort unterhalb der Öffnung 618 in der ersten Kammer 602.
Der Linsenhalter 608 kann einen Saugbecher, der an einem Metallstift befestigt ist, einschließen. Die konkave Oberfläche des Saugbechers kann an einer Fläche einer Form oder einer Linse befestigt werden, und die konvexe Oberfläche des Saugbechers kann an einem Metallstab befestigt sein. Der Metallstab kann an einem Linsenrotationsgerät befestigt werden.
Der Linsenhalter kann ebenfalls alternativ bewegliche Arme und eine Federanordnung einschließen, welche zusammenwirken, um eine Linse gegen den Linsenhalter unter Federspannung während der Anwendung zu halten.
Bei einem anderen Verfahren der Erfindung kann eine Linse zwischen zwei Formteilen ausgehärtet werden. Die Dichtung kann entfernt und irgendwelche zurückgebliebene flüssige Linsenzusammensetzung kann entfernt werden. An diesem Punkt kann ein Formteil auf eine im wesentlichen feste leitende Wärmequelle aufgelegt werden. Hitze kann dann leitend zu einer Fläche der Linse zugeführt werden durch (a) leitenden Übergang von Wärme zu einer Fläche eines Formteiles von der leitenden Wärmequelle, und (b) leitenden Übergang von Wärme durch dieses Formteil zu der Fläche der Linse. Die Sauerstoffbarriere, welche mit Photoinitiator angereichert ist, kann dann aufgebracht werden, und zweite Strahlen von aktivierendem Licht können auf die Linse zum Aushärten von zurückgebliebener linsenbildender Zusammensetzung gerichtet werden.
SAUERSTOFFBARRIERE BEISPIEL #1
Eine flüssige linsenbildende Zusammensetzung wurde anfänglich bei einem Verfahren und einer Vorrichtung, ver gleichbar zu den in Beispiel 1 angegebenen, ausgehärtet. Die Zusammensetzung war im wesentlichen dieselbe wie in Beispiel 1 angegeben mit der Ausnahme, daß Hydrochinon fehlte, die Konzentration von Methylethylhydrochinon etwa 25–45 ppm war, die Konzentration von 1-Hydroxycyclohexylphenylketon 0,017% betrug und die Konzentration von Methylbenzoylformiat 0,068 war. Die Zusammensetzung erfuhr eine anfängliche Aushärtung von 15 Minuten unter dem "1. Aktivierenden Licht". Die Vorrichtung war im wesentlichen dieselbe, wie oben für Beispiel 1 beschrieben, mit den folgenden Ausnahmen:

1. Die Luftströmungsrate auf jeder Seite der Anordnung Linse-Form wurde auf etwa 18–20 cubic feet pro Minute geschätzt.
2. Die Vorrichtung wurde modifiziert, so daß Luft zu und von den Öffnungen 96 und den Öffnungen 98 (welche selbst im wesentlichen unverändert waren) durch eine Leitung hinter der linsenbildenden Kammer anstatt durch die Leitungen (z. B. Leitung 12 in 5) strömte. Im wesentlichen wurde der Hauptabschnitt 95 ausgedehnt, so daß die Wände der Kammer die Wände des Hauptabschnittes 95 waren. 14 zeigt eine Vorderansicht dieser Linsen-Aushärtvorrichtung 800. Luft in der Vorrichtung 800 strömt von den Öffnungen 98 über die Anordnung Linse-Form 802, durch Leitungen 804, durch das Gebläse 806, durch den Wärmeaustauscher 808 und dann durch Leitungen 810 und zurück zu Öffnungen 98 über Luftrückkehrleitungen 824 (gezeigt in 15). 14 zeigt ebenfalls einen Wasserkühler 812, der Wasser kühlt und es dann über Leitungen 814 und durch den Wärmetauscher 808 schickt. 14 zeigt ebenfalls Lichter 816 und mattiertes Glas 818. Die Kammer 820, welche Lichter 816 umgibt, ist nicht mit der Kammer 822 rings um die Formanordnung 802 verbunden. Auf diese Weise kontaktiert gekühlte Luft aus den Öffnungen 98 nicht die Lichter 816 und kühlt diese (ein solches Kühlen hat die Neigung zur Herbeiführung von übermäßigen Veränderungen in der Lichtabgabe). Die Kammer 820 wird durch Gebläse (nicht gezeigt) gekühlt, welche in Abhängigkeit von der Temperatur der Oberfläche der Lichter 816 ein- und ausgeschaltet werden. 15 zeigt eine Seitenansicht der Vorrichtung 800.
3. Die Luftströmungsrate in und aus der Kammer, welche die Lichter umgibt, wurde entsprechend der Oberflächentemperatur der Lichter variiert. Die Luftströmungsrate wurde variiert, um die Temperatur auf der Oberfläche eines der Lichter zwischen 104,5°F und 105°F zu halten.
4. Die Abgabe von aktivierendem Licht wurde bis zu einem eingestellten Punkt durch Variieren der zu den Lichtern geschickten Leistung variiert, wenn die Abgabe der Lichter sich veränderte.
5. Mattiertes Glas wurde zwischen den verwendeten Lichtern und Filtern angeordnet, um die Intensität des ultravioletten Lichtes über die Fläche der Formen zu variieren. Bevorzugt war das Glas auf beiden Seiten mattiert. Das mattierte Glas wirkt als Diffusor zwischen den Lichtern und diesen Filtern. Dieses mattierte Glas hat die Neigung, bessere Ergebnisse zu erzielen, falls es wenigstens etwa 2 mm von dem Filter, mehr bevorzugt etwa 10–15 mm, noch mehr bevorzugt etwa 12 mm von dem Filter angeordnet war. Es wurde gefunden, daß mattiertes Glas den Effekt der Filter dämpfte. Beispielsweise reduzierte die Anwesenheit des mattierten Glases die Fähigkeit des Systems zur Herstellung von unterschiedlichen Linsenstärken durch Variieren des Lichtes (siehe Beispiel 1 und 1).
6. In 3 sind die zentralen Lichter 40 in dreieckförmiger Anordnung, beobachtet von der Seite, gezeigt. Diese Lichter wurden umgeordnet, um eine Anordnung in Reihe zu ergeben.

Nach anfänglichem Aushärten wurde die Anordnung Linse-Form aus der Aushärtkammer entfernt. Die Anordnung Linse-Form schloß eine Linse ein, welche von einer vorderen Form, einer hinteren Form und einer Dichtung zwischen der vorderen und hinteren Form umgeben war (siehe z. B. die Anordnung in 6).
An diesem Punkt gab das Protokoll von Beispiel 1 an, daß die Linse entformt (siehe oben) wurde. Obwohl das Entformen an diesem Punkt möglich ist, blieb, wie oben angegeben, im allgemeinen etwas flüssige linsenbildende Zusammensetzung, insbesondere in den Bereichen der Linse in der Nähe der Dichtung zurück. Daher wurde die Linse nicht entformt, wie in Beispiel 1 angegeben. Stattdessen wurde die Dichtung entformt, flüssige linsenbildende Zusammensetzung wurde von den Kanten der Linse abgewischt und eine Schicht von Sauerstoffbarriere (Parafilm M) mit Photoinitiator wurde um die Kanten der Linse, während sich die Linse immer noch zwischen den Formen befand, gewickelt. Der Parafilm M wurde dicht um die Kanten der Linse gewickelt und dann gereckt, so daß er an der Linse und den Formen haftete (d. h. in einer Weise ähnlich wie die Saran-Umwicklung). Die Anordnung Linse-Form wurde dann in der Vorrichtung 600 angeordnet, so daß die hintere Fläche der Linse (während sie sich zwischen den Formen befand) dem zweiten aktivierenden Licht ausgesetzt werden konnte.
Dieses zweite aktivierende Licht war auf im wesentlichen höherer Intensität als das Licht für die Anfangsaushärtung, welches mit einer Intensität von weniger als 10 mW/cm² hierauf gerichtet war. Die Formanordnung wurde in und aus einer zweiten Kammer 604 in 10 bewegt (d. h. ein UVEXS Modell 912), wenn das Licht auf die hohe Einstellung eingestellt war. Das Ein- und Ausfahren aus der Kammer benötigte etwa 22 Sekunden. Die angelegte Gesamtlichtenergie während dieser 22 Sekunden betrug etwa 4500 Millijoul pro Quadratzentimeter ("mJ/cm²").
Bevorzugt war die gesamte zugeführte Lichtenergie pro Durchtritt unter den Lichtern für die Strahlung von zweiten und dritten aktivierendem Licht im Bereich von etwa 500–10.000 mJ/cm², mehr bevorzugt etwa 3000–6000 mJ/cm² und noch mehr bevorzugt 4000–5000 mJ/cm². Die Lichtenergie kann durch Variieren der Expositionszeit oder der Intensität des Lichtes verändert werden. Die Lichtenergie wurde mit einem Meßgerät Modell IL390B Light Bug von International Light, Inc. (Newburyport, MA, USA) gemessen. Die Gesamtlichtenergie stellt die Gesamtmenge von aktivierendem Licht über dem Bereich von 250 bis 400 nm dar.
Es wurde gefunden, daß die Zuführung von aktivierendem Licht an diesem Punkt die Aushärtung von einer gewissen Menge oder der Gesamtmenge der zurückgebliebenen flüssigen linsenbildenden Zusammensetzung unterstützte. Die Stufe mit zweitem aktivierendem Licht kann wiederholt werden. In diesem Beispiel wurde die Stufe mit zweitem aktivierendem Licht einmal wiederholt. Ebenfalls ist es möglich, die vordere Seite oder beide Seiten der Linse dem zweiten aktivierenden Licht auszusetzen.
Nachdem das zweite aktivierende Licht zugeführt worden war, wurde die Formanordnung abkühlen gelassen. Die Reaktionen, hervorgerufen durch Exposition gegenüber aktivierendem Licht, sind exotherm. Das aktivierende Licht hat ebenfalls die Neigung, Infrarotlicht zu emittieren, was wiederum die Formanordnung erwärmt. Die Linse wurde dann entformt. Die entformte Linse war wesentlich trockener und härter als Linsen, welche direkt aus Formanordnungen nach der anfänglichen Aushärtstufe entfernt worden waren.
SAUERSTOFFBARRIERE BEISPIEL #2
Das Protokoll der Sauerstoffbarriere Beispiel #1 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß vor der Entfernung der Dichtung die Anordnung Linse-Form so angeordnet war, daß die hintere Fläche der Linse drittem aktivierendem Licht ausgesetzt war. In diesem Fall hatte das dritte aktivierende Licht die gleiche Intensität und die gleiche Zeitspanne wie ein Durchtritt des zweiten aktivierenden Lichtes. Es wurde gefunden, daß durch Zufuhr von drittem aktivierendem Licht an diesem Punkt die Aushärtung von einen gewissen Teil oder der Gesamtmenge der zurückgebliebenen flüssigen linsenbildenden Zusammensetzung unterstützt wurde, so daß bei Entfernung der Dichtung weniger flüssige linsenbildende Zusammensetzung vorlag. Alle restlichen Stufen im Sauerstoffbarriere Beispiel #1 wurden angewandt, und die resultierende Linse war im wesentlichen trocken, wenn sie aus den Formen entfernt wurde.
LEITENDES ERWÄRMEN
Eine Ausführungsform der Erfindung bezieht sich auf das Nachaushärten einer polymerisierten Linse, die in einem Formhohlraum enthalten ist, durch Zufuhr von leitender Wärme zu wenigstens einer der Formen, welche den Formhohlraum bilden, vor der Entformung der Linse.
Spezieller, eine Ausführungsform der Erfindung schließt folgendes ein: (1) Anordnung einer flüssigen linsenbildenden Zusammensetzung in einem Formhohlraum, der durch wenigstens ein erstes Formteil und ein zweites Formteil begrenzt wird, (2) Richten von Strahlen von aktivierendem Licht auf wenigstens eines der Formteile zum Aushärten der linsenbildenden Zusammensetzung, so daß sie eine Linse mit einer hinteren Fläche, Kanten und einer vorderen Fläche bildet, (3) Auflegen eines Formteiles des Formhohlraumes auf eine im wesentlichen feste leitende Wärmequelle; und (4) leitende Zufuhr von Wärme zu einer Fläche der Linse durch (a) leitenden Übergang von Wärme zu einer Fläche eines Formteiles von der leitenden Wärmequelle, und (b) leitende Überführung von Wärme durch ein solches Formteil zu der Fläche der Linse.
Bei einer Ausführungsform, die im folgenden beschrieben wird, wird eine durch Exposition gegenüber aktivierendem Licht ausgehärtete Linse weiter durch leitende Erwärmung ver arbeitet. Eine solche leitende Erwärmung hat die Neigung, das Ausmaß der Vernetzung in der Linse zu fördern und die Anfärbbarkeit der Linse zu erhöhen. Ein linsenbildendes Material wird im Formhohlraum 900 (gezeigt in 19) angeordnet, welcher durch wenigstens ein erstes Formteil 902 und ein zweites Formteil 904 begrenzt ist. Strahlen von aktivierendem Licht werden auf wenigstens eines der Formteile gerichtet, wodurch das linsenbildende Material zu einer Linse ausgehärtet wird. Ein Wärmeverteiler 910 (gezeigt in 16) kann angebracht werden, um leitende Wärme von der Quelle 912 für leitende Wärme auf wenigstens ein Formteil zu verteilen. Der Wärmeverteiler 910 ist bevorzugt so flexibel, daß wenigstens ein Teil hiervon so geformt werden kann, daß es im wesentlichen mit der Form der Fläche 906 oder der Fläche 907 von erstem Formteil 902 bzw. zweitem Formteil 904 übereinstimmt. Der Wärmeverteiler 910 wird bevorzugt in Kontakt mit leitender Wärmequelle 912 angeordnet, und Formteil 902 wird auf dem Wärmeverteiler 910 so angeordnet, daß die Fläche 906 des Formteiles auf der Oberseite des Wärmeverteilers 910 aufliegt. Wärmeverteiler 910 kann mit Wärmequelle 912 gekuppelt sein. Wärme wird leitend zu dem Wärmeverteiler 910 durch die Wärmequelle 912 zugeführt. Wärme wird von dem Wärmeverteiler 910 durch das Formteil zu einer Fläche der Linse geleitet. Der Wärmeverteiler kann so geformt sein, daß er sich an die Fläche 906 des ersten Formteiles 902 oder die Fläche 907 des zweiten Formteiles 904 anpaßt, so daß die Wärme zu der vorderen Fläche 916 oder der hinteren Fläche 915 der Linse (gezeigt in 11) geführt wird. Die Temperatur der Wärmequelle 912 kann thermostatisch gesteuert werden.
Bei einer Ausführungsform wird eine Heizplatte 918 (gezeigt in 17) als Wärmequelle verwendet, um leitende Wärme zu der Linse anzuliefern. Eine Anzahl von anderen Wärmequellen kann verwendet werden. Bei einer Ausführungsform kann der Wärmeverteiler 910 eine Gegenform 920 einschließen. Die Gegenform 920 kann auf der Oberseite der Heizplatte angeord net werden, um leitende Wärme von der Heizplatte zu verteilen. Die Gegenform ist bevorzugt flexibel, so daß wenigstens ein Teil hiervon sich im wesentlichen an die Gestalt einer Außenfläche eines Formteiles anpassen kann. Die Gegenform kann halbkugelförmig oder entweder konvex oder konkav sein, abhängig davon, ob die Oberfläche der auf ihr aufzusetzenden Formanordnung konvex oder konkav ist. Beispielsweise, wenn die konkave Oberfläche der hinteren Form zum Leiten von Wärme in die Linsenanordnung verwendet wird, wird eine konvexe Gegenform vorgesehen, um hierauf die Anordnung aufzusetzen.
Gegenform 920 kann eine Glasform, eine metallische optische Wicklung, eine Aufschüttung von heißem Salz und/oder Sand oder eine beliebige einer Anzahl von anderen Einrichtungen, welche zum Leiten von Wärme von der Wärmequelle 912 angepaßt sind, einschließen. Es sei darauf hingewiesen, daß 17 Kombinationen einer Anzahl von Ausführungsformen für illustrative Zwecke einschließt. Eine Anzahl von identischen oder unterschiedlichen Gegenformen kann in Kombination auf der Oberseite einer Wärmequelle verwendet werden. Bei einer Ausführungsform schließt eine Gegenform einen mit Teilchen 924 gefüllten Behälter 922 ein. Die Teilchen schließen bevorzugt metallisches oder keramisches Material ein. Gegenform 920 kann einen Wärmeverteiler 910 einschließen. Eine Schicht 914 von Material kann über der Gegenform 920 oder dem Wärmeverteiler 910 angeordnet werden, um eine langsame, sanfte und gleichförmige Wärmeleitung in die Anordnung Linse-Form zu ergeben. Diese Schicht hat bevorzugt eine niedrige Wärmeleitfähigkeit und kann aus Gummi, Textilien, Nomex^TM, Gewebe oder irgendeinem anderen geeigneten Material, welches langsame, sanfte und gleichförmige Leitung ergibt, hergestellt sein.
Bei einer Ausführungsform schließt die Gegenform 920 die Schicht 914 (z. B. einen Beutel oder Behälter) ein, der mit Teilchen 924 gefüllt ist, so daß die Gegenform bequem zum Anpassen an die Form der Fläche 906 oder der Fläche 907 geformt werden kann. Bei einer Ausführungsform ist die Gegenform im wesentlichen ein "Bohnensack", welcher Teilchen 924 enthält und an die Gestalt einer auf der Oberseite hiervon angeordneten Formfläche anpaßbar ist. Teilchen 924 können keramisches Material, metallisches Material, Glasperlen, Sand und/oder Salz einschließen. Die Teilchen erleichtern bevorzugt, daß leitende Wärme auf die Fläche 906 oder die Fläche 907 im wesentlichen gleichmäßig zugeführt wird.
Bei einer Ausführungsform wird die Gegenform 920 auf die Oberseite der Wärmequelle 912 für eine ausreichende Zeit aufgesetzt, damit ein Teil der Gegenform eine Temperatur im wesentlichen nahe bei oder gleich der Temperatur auf der Oberfläche der Wärmequelle erreicht. Die Gegenform kann dann "umgekippt" werden, so daß der erwärmte Abschnitt der Gegenform, welche eine Temperatur im wesentlichen nahe bei oder gleich derjenigen der Oberfläche der Wärmequelle hat, exponiert ist. Eine Form kann auf der Oberseite des erwärmten Abschnittes der Gegenform angeordnet werden, und die Gegenform wird bevorzugt an die Form der Fläche der Form angepaßt. Auf diese weise kann die Rate des leitenden Wärmeübergangs zu der Linse mit einem Maximum beginnen. Wärme wird bevorzugt leitend durch die Gegenform und die Formfläche zu einer Fläche der Linse überführt. Die Temperatur des erwärmten Abschnittes der Gegenform kann die Neigung zur Abnahme haben, nachdem die Form auf der Gegenform angeordnet wurde.
Bei einer Ausführungsform kann der Wärmeverteiler 910 partiell ein Formteil von leitender Wärmequelle 912 isolieren. Der Wärmeverteiler erlaubt bevorzugt einen graduellen, gleichförmigen Übergang von Wärme zu dem Formteil. Der Wärmeverteiler ist bevorzugt aus Gummi und/oder einem anderen geeigneten Material hergestellt. Der Wärmeverteiler kann Gegenformen von unterschiedlichen Gestalten (z. B. halbkugelförmig konkav oder konvex) und Größen einschließen, welche zum Kontaktieren und Aufnehmen von Formteilen angepaßt sind.
Bei einer Ausführungsform wird eine Heizplattenabdeckung 930 (gezeigt in 8) verwendet, um leitende Wärme zur Flä che 906 von Formteil 902 zu verteilen. Die Abdeckung 930 ist angepaßt, um direkt auf der Heizplatte 918 (oder einer beliebigen anderen Wärmequelle) aufzuliegen. Die Abdeckung 930 schließt bevorzugt den Abschnitt 932 ein, welcher im wesentlichen an die Gestalt der Fläche 906 angepaßt ist. Der Abschnitt 932 schließt bevorzugt eine konvexe Oberfläche oder eine konkave Oberfläche (nicht gezeigt) ein, die zur Aufnahme der Fläche 906 angepaßt sind. Der Abschnitt 932 ist bevorzugt aus Gummi hergestellt und bewirkt einen langsamen gleichförmigen Übergang von leitender Wärme zur Fläche 906. Bei einer Ausführungsform wird eine Heizplattenabdeckung, welche konkave Vertiefungen im wesentlichen angepaßt an die Gestalt der Fläche 907 hat, zur Verteilung von Wärme durch ein Formteil zu einer Linse verwendet.
Bei einer Ausführungsform wird Wärme leitend durch die Wärmequelle zu nur einer äußeren Fläche eines Formteiles zugeführt. Diese äußere Fläche kann die Fläche 906 oder die Fläche 907 sein. Wärme kann zu der hinteren Fläche 915 der Linse zugeführt werden, um das Vernetzen und/oder die Färbbarkeit des Linsenmaterials in der Nähe der Oberfläche der hinteren Fläche der Linse zu fördern.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird eine thermostatisch gesteuerte Heizplatte 918 als Wärmequelle verwendet. Die Form 928 aus optischem Glas wird bevorzugt mit der konvexen Seite nach oben auf der Heizplatte 918, welche als Gegenform dient, angeordnet. Die Form aus optischem Glas hat bevorzugt etwa einen Durchmesser von 80 mm und einen Radius der Krümmung von etwa 93 mm. Gummischeibe 929 kann über dieser Form 928 angeordnet werden, um gleichförmige leitende Wärme zu der Anordnung Linse-Form zu liefern. Die Gummischeibe ist bevorzugt aus Silikon hergestellt und hat bevorzugt einen Durchmesser von annähernd 74 mm und eine Dicke von etwa 3 mm. Die Anordnung Linse-Form wird bevorzugt auf der Form 928 angeordnet, so daß die äußere Fläche 906 eines Formteiles der Anordnung auf dem Oberteil der Form 928 ruht. Es ist bevor zugt, daß die Kante der Anordnung Linse-Form nicht direkt die Heizplatte kontaktiert. Die Anordnung Linse-Form nimmt bevorzugt Wärme durch die Gummischeibe und nicht durch die Formkanten auf.
Zur Erzielung von guten Erfolgsraten und zur Reduzierung des Auftretens von vorzeitiger Freigabe unter Verwendung der Methode mit leitender Wärme kann es erforderlich sein, daß die Kante der Linse vollständig ausgehärtet und trocken ist, bevor leitende Wärme zugeführt wird. Falls die Linsenkante unvollständig ausgehärtet ist (d. h. Flüssigkeit oder Gel liegt immer noch vor), während leitende Wärme zugeführt wird, kann ein hohes Auftreten von vorzeitiger Freigabe der Linse aus der Wärmeeinheit vorliegen.
Bei einer Ausführungsform werden die Kanten einer Linse zum Aushärten behandelt oder zur Entfernung von unvollständig ausgehärtetem linsenbildendem Material (siehe obige Beschreibung), bevor leitende Wärme zugeführt wird. Der Formhohlraum kann durch wenigstens eine Dichtung 908, ein erstes Formteil 902 und ein zweites Formteil 904 begrenzt sein. Strahlen von aktivierendem Licht können zu wenigstens einem der Formteile gerichtet werden, wodurch das linsenbildende Material zu einer Linse ausgehärtet wird, welche vordere Fläche 916, eine hintere Fläche 915 und Kanten besitzt. Bei der Bildung der Linse kann die Dichtung von der Formanordnung entfernt werden. Eine Sauerstoffbarriere kann benutzt werden, um irgendwelche zurückbleibende Flüssigkeit oder irgendwelches zurückbleibendes Gel an den Linsenkanten gemäß irgendeiner der Methoden der zuvor im einzelnen beschriebenen Ausführungsformen auszuhärten. Eine Sauerstoffbarriere, behandelt mit einem Photoinitiator, wird bevorzugt verwendet. Alternativ können irgendwelche zurückgebliebene Flüssigkeit oder irgendwelches zurückgebliebenes Gel manuell entfernt werden. Sobald die Kante der Linse trocken ist, kann eine Fläche der Linse leitend unter Verwendung irgendeiner der hier beschriebenen Methoden erwärmt werden.
Bei einer Ausführungsform wird eine Linse nach Durchführung einer Nachaushärtbehandlung mit leitender Wärme in einem Formhohlraum gefärbt. Während des Färbens der Linse wird die Linse bevorzugt in eine Farbstofflösung eingetaucht.
BEISPIEL MIT LEITENDEM ERHITZEN
Eine flüssige linsenbildende Zusammensetzung wurde anfänglich in einem Verfahren und einer Vorrichtung, vergleichbar zu der in Beispiel 1 angegebenen ausgehärtet, ausgenommen für die Nachaushärtbehandlung, welche wie folgt durchgeführt wurde:
Nachdem die Probe für 15 Minuten bestrahlt worden war, wurde die Linse aus der Kammer FC-104 entnommen und dann durch die oben genannte Aushärtkammer UVEXS Modell 912 (siehe 10) geführt, um eine Dosis von etwa 1500 mJ/cm² (+/– 100 mJ) von aktivierendem Licht pro Durchgang zu empfangen. Die Dichtung wurde dann von der Formanordnung entfernt, und die Enden der Form wurden mit einem absorbierenden Gewebe zur Entfernung von unvollständig ausgehärtetem linsenbildendem Material in der Nähe der Formkanten abgewischt. Ein Streifen von Kunststoffmaterial, imprägniert mit Photoinitiator, wurde um die Kanten der Formen, welche nach Entfernung der Dichtung freilagen, gewickelt. Als nächstes wurde die Formanordnung durch die Aushärtkammer UVEXS einmal durchgeschickt, um die vordere Oberfläche der Form einer Dosis von etwa 1500 mJ/cm² auszusetzen. Die Formanordnung wurde dann durch die UVEXS vier weitere Male durchgeschickt, wobei die hintere Oberfläche der Form eine Dosis von etwa 1500 mJ/cm² pro Durchtritt empfing. Eine Heizplatte wurde derart betrieben, daß die Oberfläche der Heizplatte eine Temperatur von 171°C (+/– 10°C) (340°F (+/–50°F)) erreichte. Ein anpaßfähiger "Bohnensack"-Behälter mit einer Abdeckung, hergestellt aus Gewebe Nomex^TM, wurde auf der Heizplatte angeordnet. Der Behälter enthielt Glasperlen und wurde über denjenigen Teil des Behälters gedreht, der direkt die Heizplatte kontaktiert hatte (d. h. den heißesten Teil des Behälters) nach oben und von der Heizplatte weg gerichtet. Die Formanordnung wurde dann auf dem erhitzten, freiliegenden Teil des Behälters, welcher in direktem Kontakt mit der Heizplatte gewesen war, angeordnet. Die konkave Nichtgießfläche der Form wurde auf der freiliegenden Oberfläche des Behälters, die sich im wesentlichen an die Gestalt der Fläche anpaßte, angeordnet. Wärme wurde durch den Behälter und das Formteil zu der Linse für 14 Minuten geleitet. Eine Linse mit einer Shore-D-Härte von 84 wurde gebildet.
ANWENDUNG VON GEPULSTEM AKTIVIERENDEM LICHT
Eine polymerisierfähige linsenbildende Zusammensetzung kann in einer Anordnung Form/Dichtung angeordnet werden und kontinuierlich geeigneten Werten von aktivierendem Licht zum Aushärten der Zusammensetzung zu einer optischen Linse ausgesetzt werden. Der Fortschritt der Aushärtreaktion kann durch Überwachung der inneren Temperatur der Zusammensetzung bestimmt werden. Es kann angenommen werden, daß die linsenbildende Zusammensetzung durch drei Stufen geht, wenn sie ausgehärtet wird: (1) Induktion, (2) Gelbildung und exothermer Anstieg, und (3) Extinktion. Diese Stufen sind in den 20 für eine Linse mit einer Stärke von –0,75–1,00, ausgehärtet durch kontinuierliche Zufuhr von aktivierendem Lichterläutert. 20 zeigt die Temperatur innerhalb des Formhohlraumes als Funktion der Zeit durch einen Aushärtzyklus mit kontinuierlicher Bestrahlung.
Die Induktionsstufe tritt zu Beginn des Aushärtzyklus auf und ist typischerweise durch eine im wesentlichen gleichförmige Temperatur (oder fallende Temperatur, wenn die Temperatur der Aushärtkammer unterhalb derjenigen der Zusammensetzung liegt) der linsenbildenden Zusammensetzung, wenn sie mit aktivierendem Licht bestrahlt wird, gekennzeichnet. Während der Induktionsperiode bleibt die linsenbildende Zusammensetzung in einem flüssigen Zustand, da der Photoinitiator zusammenbricht und Inhibitor und in der Zusammensetzung vorliegen den aufgelösten Sauerstoff verbraucht. Wenn der Gehalt an Inhibitor und der Gehalt an Sauerstoff der Zusammensetzung abfällt, zersetzt sich der Photoinitiator und die Zusammensetzung beginnt Ketten zu bilden, um ein gießfähiges "sirupähnliches" Material zu erzeugen.
Wenn die Bestrahlung fortgesetzt wird, beginnt der "Sirup" sich zu einem weichen, nicht-gießfähigen, viskosen Gel zu entwickeln. Eine nennenswerte Menge von Wärme beginnt sich während dieser Weichgelstufe zu entwickeln. Die optische Qualität der Linse kann an diesem Punkt beeinflußt werden. Sollten irgendwelche scharfen Diskontinuitäten in der Intensität des aktivierenden Lichtes (beispielsweise ein Abfall von Zusammensetzung auf dem Äußeren der Form, welche Licht in einen Teil der linsenbildenden Zusammensetzung in der Nähe des Abfalles fokussiert) vorliegen, besteht die Neigung zur Erzeugung einer lokalen Verzerrung in der Gelstruktur, was wahrscheinlich eine Aberration in dem fertigen Produkt bewirkt. Die linsenbildende Zusammensetzung tritt durch diesen sehr weichen Gelzustand durch und durch einen festen Gelzustand, um eine kristalline Struktur zu werden. Bei Verwendung von linsenbildender Zusammensetzung OMB-91 besteht die Neigung zur momentanen Bildung einer Trübung während des Überganges zwischen dem Gelzustand und dem kristallinen Zustand. Wenn die Reaktion fortschreitet und mehr Doppelbindungen verbraucht werden, wird die Reaktionsgeschwindigkeit und die Rate der durch die Reaktion erzeugten Wärme langsam, dies kann bewirken, daß die innere Temperatur der linsenbildenden Zusammensetzung durch ein Maximum an dem Punkt geht, wo die Rate der Wärmeerzeugung exakt die Wärmeableitungskapazität des Systems trifft.
Zu dem Zeitpunkt, zu dem die maximale Temperatur erreicht ist und die linsenbildende Zusammensetzung abzukühlen beginnt, hat die Linse typischerweise eine kristalline Form erreicht und die Neigung zum Reißen statt zum Zerkrümeln, falls sie zerbrochen wird. Die Umwandlungsrate verlangsamt sich dramatisch, und die Linse kann abzukühlen beginnen, obwohl einige Reaktion immer noch auftreten kann. Die Bestrahlung wird immer noch während dieser Extinktionsphase zugeführt. Im allgemeinen wird der Aushärtzyklus als vollständig angesehen, wenn die Temperatur der linsenbildenden Zusammensetzung auf eine Temperatur nahe bei ihrer Temperatur zum Beginn des exothermen Anstiegs abfällt (d. h. dem Punkt, wo die Temperatur der Zusammensetzung als Folge der durch die Reaktion freigesetzten Wärme ansteigt).
Die Methode der kontinuierlichen Bestrahlung hat die Neigung, gut bei Linsen mit relativ geringer Masse zu arbeiten (bis zu etwa 20–25 Gramm) unter den Aushärtkammerbedingungen FC-104 (siehe z. B. US-Patente 5 364 256 und 5 415 816). Wenn die Menge an aushärtendem Material ansteigt, können Probleme auftreten. Die Gesamtmenge der während der exothermen Phase erzeugten Wärme ist praktisch proportional zu der Masse des linsenbildenden Materials. Während des Aushärtens von Linsen mit relativ hoher Masse wird eine größere Menge von Wärme pro vorgegebener Zeit erzeugt als während des Aushärtens von Linse mit niedrigerer Masse. Die für den Wärmeübergang verfügbare Gesamtoberfläche Form/Dichtung (d. h. Wärmeentfernung aus der linsenbildenden Zusammensetzung) bleibt jedoch praktisch konstant. Daher kann die innere Temperatur einer relativ hohen Masse von linsenbildendem Material auf eine höhere Temperatur rascher ansteigen, als dies typischerweise mit einer niedrigeren Masse von linsenbildendem Material auftritt. Beispielsweise übersteigt die innere Temperatur einer Linse vom Gießen bis zur Fertigstellung mit niedrigem Minuswert etwa 38°C (100°F) typischerweise nicht, während bestimmte dickere halbfertige Linsen-"Rohlinge" Temperaturen größer als etwa 177°C (350°F) erreichen können, wenn sie kontinuierlich Strahlung ausgesetzt werden. Das linsenbildende Material hat die Neigung zum Schrumpfen, wenn das Aushärten voranschreitet, und die Freisetzung von überschüssiger Wärme während des Aushärtens hat die Neigung, die Haf tung zwischen der Form und dem linsenbildenden Material herabzusetzen. Diese Faktoren führen zu dauerhaften Problemen von vorzeitiger Freigabe und/oder Rißbildung während des Aushärtens des linsenbildenden Materials, das eine relativ hohe Masse hat.
Ein signifikanter Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Herstellung von halbfertigen Linsenrohlingen hoher Masse und von Linsen vom Gießen bis zur Fertigstellung mit hoher Stärke ohne die zuvor erwähnten Probleme einer vorzeitigen Freigabe und eines Reißens. Verfahren der vorliegenden Erfindung, wie unten beschrieben, erlauben noch eine bessere Kontrolle über das Verfahren zum Aushärten von ophthalmischen Linsen mit durch Aktivieren der lichtinitiierten Polymerisation als vorbekannte Verfahren. Durch Unterbrechen oder Erniedrigung des aktivierenden Lichtes zu dem geeigneten Zeitpunkt während des Zyklus kann die Rate der Wärmeerzeugung und der Freigabe gesteuert werden, und das Auftreten von vorzeitiger Freigabe kann reduziert werden. Eine Ausführungsform der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung der Reaktionsgeschwindigkeit (und damit der Rate der Wärmeerzeugung) eines durch aktivierendes Licht aushärtbaren, linsenbildendes Materials durch Anwendung von ausgewählten intermittierenden Dosen (z. B. Pulsen) von Strahlung, gefolgt von ausgewählten Perioden von herabgesetztem aktivierendem Licht oder "Dunkelheit". Dies ist so zu verstehen, daß in der folgenden Beschreibung "Dunkelheit" sich auf das Fehlen von aktivierender Strahlung bezieht und nicht notwendigerweise das Fehlen von sichtbarem Licht.
Mehr bevorzugt bezieht sich eine Ausführungsform der Erfindung auf: (a) eine anfängliche Expositionsperiode des linsenbildenden Materials gegenüber Strahlung (z. B. kontinuierlicher oder gepulster Strahlung), welche sich durch die Induktionsperiode erstreckt, (b) Unterbrechen oder Herabsetzen der Bestrahlung, bevor das Material eine erste Temperatur erreicht (z. B. die maximale Temperatur der Zusammensetzung könnte erreicht werden, falls die Bestrahlung fortgeführt würde) und Erlauben des Fortschreitens der Reaktion bis zu einer zweiten Temperatur, die niedriger als die erste Temperatur ist, und (c) Anwendung einer ausreichenden Anzahl von alternierenden Perioden der Exposition und von vermindertem aktivierendem Licht oder Dunkelheit zu dem linsenbildenden Material zum Abschluß des Aushärtens, während die Rate der Wärmeerzeugung und/oder die Verteilung über Manipulation der Zeit und der Dauer der Bestrahlung oder durch Abkühlen in der Aushärtkammer gesteuert wird. 21 zeigt die Temperatur innerhalb des Formhohlraums als Funktion der Zeit für beide (a) kontinuierliche Exposition mit aktivierendem Licht und (b) Exposition mit gepulstem aktivierendem Licht.
Im Zusammenhang mit dieser Anmeldung tritt ein "Gel" auf, wenn die flüssige linsenbildende Zusammensetzung bis zu dem Ausmaß ausgehärtet wird, daß sie im wesentlichen nicht-gießfähig wird, dennoch im wesentlichen deformierbar und praktisch nicht kristallisiert ist.
In der folgenden Beschreibung ist dies so zu verstehen, daß der Ausdruck "erste Periode" sich auf die Zeitdauer der anfänglichen Periode der Exposition bezieht, in welcher Strahlung (z. B. in Pulsen) zu der linsenbildenden Zusammensetzung zugeführt wird, bevorzugt zur Überführung wenigstens eines Teiles der Zusammensetzung in ein Gel. Strahlung oder Licht "erstes aktivierendes Licht" bezieht sich auf die Strahlung, welche zu der linsenbildenden Zusammensetzung während der anfänglichen Expositionsperiode zugeführt wird. Strahlung oder Licht "zweites aktivierendes Licht" bezieht sich auf die Strahlung; welche zu der linsenbildenden Zusammensetzung (z. B. in Pulsen) zugeführt wird, nachdem die Zusammensetzung auf die "dritte Temperatur", oben erwähnt, abkühlen gelassen wurde. "Zweite Periode" bezieht sich auf die Zeitdauer, für welche Strahlung von zweitem aktivierendem Licht auf die linsenbildende Zusammensetzung gerichtet wird. "Dritte Periode" bezieht sich auf die Dauer von herabgesetz tem aktivierendem Licht oder Dunkelheit, welche vollkommen nach dem aktivierenden Licht in der zweiten Periode zugeführt worden ist.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird das linsenbildende Material in einem Formhohlraum angeordnet, der teilweise zwischen einem ersten Formteil und einem zweiten Formteil begrenzt ist. Das erste Formteil und/oder das zweite Formteil kann oder kann nicht kontinuierlich gekühlt werden, wenn die Bildung der Linse während der zweiten Periode und/oder der dritten Periode abgeschlossen wird. Eine Methode zur Entfernung von Wärme aus dem linsenbildenden Material ist das kontinuierliche Richten von Luft auf eine Nichtgießfläche von wenigstens einem der Formteile. Es wird bevorzugt, daß Luft auf beide von erstem und zweitem Formteil gerichtet wird. Ein Kühler kann zur Kühlung der Temperatur der Luft bis auf eine Temperatur unterhalb Umgebungstemperatur, mehr bevorzugt zwischen etwa 0°C und etwa 20°C und noch mehr bevorzugt zwischen etwa 3°C und etwa 15°C verwendet werden. Luft kann ebenfalls zum Kühlen wenigstens eines der Formteile (in einer beliebigen der zuvor beschriebenen Weisen) während der ersten Periode verwendet werden.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung endet die erste Periode, wenn wenigstens ein Teil der linsenbildenden Zusammensetzung beginnt in der Temperatur anzusteigen oder ein Gel zu bilden, und die Strahlen von erstem aktivierendem Licht herabgesetzt oder aufgehoben (z. B. blockiert) werden, so daß der Kontakt mit dem ersten oder zweiten Formteil aufhört. Es wird bevorzugt, daß die erste Periode ausreichend ist, damit das linsenbildende Material in dem Formhohlraum gelieren kann, so daß praktisch keine Flüssigkeit vorliegt (ausgenommen kleine Mengen in der Nähe der Kante des Materials). Die Unterbrechung der Bestrahlung vor vollständiger Gelierung kann in einigen Fällen optische Verzerrungen ergeben. Es wird bevorzugt, daß die Länge der ersten Periode so ausgewählt wird, daß die linsenbildende Zusammensetzung daran gehemmt wird, eine erste Temperatur zu erreichen. Die erste Temperatur ist bevorzugt die maximale Temperatur, welche die linsenbildende Zusammensetzung erreichen könnte, falls sie unter den Systembedingungen bestrahlt würde (z. B. Strömungsrate und Temperatur von irgendwelcher Kühlluft, Wellenlänge und Intensität von Strahlung), bis das "exotherme Potential" (d. h. die Fähigkeit zur Entwicklung von Wärme durch Reaktion) der Zusammensetzung erschöpft ist.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden die Reaktionen innerhalb der Zusammensetzung fortschreiten gelassen, nachdem die Strahlen des aktivierenden Lichtes entfernt wurden, bis die Zusammensetzung eine zweite Temperatur erreicht. Die zweite Temperatur ist bevorzugt geringer als die erste Temperatur. Die erste Temperatur wird bevorzugt niemals von der Zusammensetzung erreicht. Daher wird bevorzugt die Zusammensetzung daran gehindert, die erste Temperatur zu erreichen und dann auf die zweite Temperatur abzukühlen. Der Zusammensetzung wird es bevorzugt ermöglicht, von der zweiten Temperatur auf die dritte Temperatur abzukühlen. Dieses Kühlen kann "inaktiv" erfolgen, indem Wärmeübergang zu der Umgebung ermöglicht wird, oder wenigstens eines der Formteile kann nach irgendeiner der oben beschriebenen Methoden gekühlt werden.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird das Aushärten des linsenbildenden Materials dadurch abgeschlossen, daß Strahlen von zweitem aktivierendem Licht (z. B. in Pulsen) auf wenigstens eines der Formteile gerichtet werden. Die zweiten Strahlen von aktivierendem Licht können auf das/die Formteile für eine zweite Periode gerichtet werden, welche entsprechend der Reaktionsgeschwindigkeit der linsenbildenden Zusammensetzung festgelegt werden kann. Die Temperaturänderung der Zusammensetzung oder eines Teiles des Formhohlraumes oder der Luft, welche aus der Kammer austritt, ist ein Indikator für die Reaktionsgeschwindigkeit, und die zweite Periode kann entsprechend festgelegt werden. Die zweite Periode kann derart variiert werden, daß aufeinanderfolgende Pulse eine längere oder kürzere Dauer als die vorangegangenen Pulse haben. Die Zeit zwischen den Pulsen (d. h. die dritte Periode) kann ebenfalls als Funktion der Temperatur und/oder der Reaktionsgeschwindigkeit der Zusammensetzung variiert werden. Zur Erzielung eines Lichtpulses kann (a) die Leistung einer Lichtquelle an- und abgeschaltet werden, (b) kann eine Einrichtung benutzt werden, um alternierend den Durchtritt von Licht zu der linsenbildenden Zusammensetzung durchzulassen oder zu blockieren, oder (c) die Lichtquelle und/oder die Formanordnung können bewegt werden, um aktivierendes Licht an dem Kontakt mit dem linsenbildenden Material zu hindern.
Die zweite und/oder dritte Periode werden bevorzugt gesteuert, um rasche Bildung einer Linse zu ermöglichen, während das Auftreten von (a) vorzeitiger Freigabe der Linse von dem ersten und/oder dem zweiten Formteil und/oder (b) das Reißen der Linse reduziert wird.
Bei einer Ausführungsform wird die zweite Periode bevorzugt gesteuert, damit die Temperatur der Zusammensetzung am Überschreiten der zweiten Temperatur gehindert wird. Die Temperatur der linsenbildenden Zusammensetzung kann mit dem Ansteigen fortfahren, nachdem die Strahlung von dem ersten und/oder zweiten Formteil entfernt wurde als Folge der exothermen Art der Reaktionen, welche innerhalb der Zusammensetzung ablaufen. Die zweite Periode kann ausreichend kurz sein, so daß der Puls der zweiten Strahlen von aktivierendem Licht entfernt wird, während die Temperatur der Zusammensetzung unterhalb der zweiten Temperatur liegt, und die Temperatur der Zusammensetzung steigt während der dritten Periode an, um im wesentlichen gleich der zweiten Temperatur an dem Punkt zu werden, an welchem die Temperatur der Zusammensetzung abzufallen beginnt.
Bei einer Ausführungsform erstreckt sich die dritte Periode, bis die Temperatur der Zusammensetzung im wesentlichen gleich der dritten Temperatur wird. Sobald die Temperatur der Zusammensetzung auf die dritte Temperatur abfällt, kann ein Puls von Strahlen von zweitem aktivierendem Licht zu der Zusammensetzung angeliefert werden. Bei einer Ausführungsform bleibt die zweite Periode konstant, und die dritte Periode wird gesteuert, um die Temperatur der Zusammensetzung unterhalb der zweiten Temperatur zu halten. Die dritte Periode kann benutzt werden, um die Temperatur der Zusammensetzung bis auf eine Temperatur zu erniedrigen, bei der angenommen wird, daß die Zusammensetzung die zweite Temperatur erreicht, jedoch nicht überschreitet, nachdem ein Puls zu der Zusammensetzung geliefert wurde.
Bei einer Ausführungsform wird ein in 7 gezeigtes Verschlußsystem 950 benutzt, um die Anwendung von Strahlen von erstem und/oder zweitem aktivierendem Licht auf das linsenbildende Material zu steuern. Das Verschlußsystem 950 schließt bevorzugt luftbetätigte Verschlußplatten 954 ein, welche in die Aushärtkammer eingeführt werden können, damit aktivierendes Licht am Erreichen des linsenbildenden Materials gehindert wird. Das Verschlußsystem 950 kann programmierbare logische Steuereinrichtungen 952 einschließen, welche Luftzylinder 956 betätigen können, damit Verschlußplatten 954 in die Aushärtkammer eingeführt oder hieraus entfernt werden. Programmierfähige logische Steuereinrichtungen 952 ermöglichen bevorzugt das Einsetzen und das Herausnehmen von Verschlußplatten 954 bei vorbestimmten Zeitintervallen. Programmierbare logische Steuereinrichtung 952 kann Signale von Thermoelement/Thermoelementen empfangen, die innerhalb der Kammer angeordnet sind, in der Nähe wenigstens eines Teiles des Formhohlraumes, oder die angeordnet sind, um die Temperatur der Luft in der Kammer oder beim Austritt aus der Kammer abzutasten, wodurch Zeitintervalle ermöglicht werden, in welchen die Verschlüsse eingeführt und/oder herausgenommen werden, so daß sie als Funktion einer Temperatur innerhalb der Aushärtkammer eingestellt werden. Das Thermoelement kann an zahlreichen Stellen in der Nähe des Formhohlraumes und/oder der Gießkammer angeordnet sein.
Die Wellenlänge und die Intensität der Strahlen von zweitem aktivierendem Licht sind bevorzugt praktisch gleich zu denjenigen der Strahlen des ersten aktivierenden Lichtes. Es kann erwünscht sein, die Intensität und/oder Wellenlänge der Strahlung (z. B. der Strahlen des ersten oder zweiten aktivierenden Lichtes) zu variieren. Die besondere Wellenlänge und Intensität der verwendeten Strahlung kann bei den Ausführungsformen entsprechend Faktoren wie der Art der Zusammensetzung und der Variablen des Aushärtzyklus variieren.
Zahlreiche Aushärtzyklen können aufgestellt und verwendet werden. Die Aufstellung eines optimalen Zyklus sollte die Berücksichtigung einer Anzahl von untereinander in Wechselwirkung stehenden Variablen einschließen. Signifikante unabhängige Variablen schließen ein: 1) die Masse der Probe von linsenbildendem Material, 2) die Intensität des zu dem Material zugeführten Lichtes, 3) die physikalischen Eigenschaften des linsenbildenden Materials, und 4) die Kühleffizienz des Systems. Signifikante (abhängige) Variablen des Aushärtzyklus schließen ein: 1) die optimale Anfangsexpositionszeit zur Induzierung und zum Gelieren, 2) die Gesamtzykluszeit, 3) die Zeitperiode zwischen den Pulsen, 4) die Dauer der Pulse, und 5) die Gesamtexpositionszeit.

Die meisten der Verfahren der vorliegenden Erfindung einschließenden Versuche wurden unter Benutzung des unten beschriebenen Monomeren OMB-91 und der oben beschriebenen Aushärtkammer FC-104, eingestellt auf eine Betriebstemperatur von 13°C (55°F), durchgeführt, obwohl Tests unter Verwendung von anderen linsenbildenden Materialien und Temperaturen der Aushärtkammer durchgeführt wurden. Die Formulierung und die Eigenschaften von OMB-91 sind unten aufgelistet. OMB-91 FORMULIERUNG

INHALTSSTOFF	GEWICHTSPROZENT
Sartomer SR 351 (Trimethylolpropantriacrylat)	20,0 +/– 1,0
Sartomer SR 268 (Tetraethylenglycoldiacrylat)	21,0 +/– 1,0
Sartomer SR 306 (Tripropylenglycoldiacrylat)	32,0 +/– 1,0
Sartomer SR 239 (1,6-Hexandioldimethacrylat)	10,0 +/– 1,0
(Bisphenol-A-bis(allylcarbonat))	17,0 +/– 1,0
Irgacure 184 (1-Hydroxycyclohexylphenylketon)	0,017 +/– 0,0002
Methylbenzoylformiat	0,068 +/– 0,0007
Methylester von Hydrochin ("MeHQ")	35 ppm +/– 10 ppm
Thermoplast Blue P (9,10-Anthracendion-1-hydroxy-4-((4-methylphenyl)-amino)	0,35 ppm +/– 0,1 ppm

MESSUNGEN/EIGENSCHAFTEN

EIGENSCHAFT	VORGESCHLAGENE SPEZIFIKATION
Aussehen	klare Flüssigkeit
Farbe
(APHA)	50 Maximum
(Reagenzglastest)	Erfüllt Standard
Azidität (ppm als Acrylsäure)	100 Maximum
Brechungsindex	1,4725 +/– 0,002
Dichte	1,08 +/– 0,005 g/cm³ bei 23°C
Viskosität bei 22,5°C	27,0 +/– 2 Centipoise
Lösungsmittelgewicht (Gew.-%)	0,1 Maximum
Wasser (Gew.-%)	0,1 Maximum
MeHQ (aus HPLC)	35 ppm +/– 10 ppm

Es ist ersichtlich, daß Verfahren und Systeme der vorliegenden Erfindung auf eine große Vielzahl von durch Strahlung aushärtbaren linsenbildenden Materialien zusätzlich zu den hier aufgeführten angewandt werden könnten. Es ist darauf hinzuweisen, daß Einstellungen der Variablen des Aushärtzyklus (insbesondere der anfänglichen Expositionszeit) erforderlich sein können, selbst unter linsenbildenden Zusammensetzungen desselben Typs als Folge der Variationen der Inhi bitorgehalte bei den Ansätzen der linsenbildenden Zusammensetzungen. Zusätzlich können Veränderungen in der Kapazität der Wärmeentfernung aus dem System Einstellungen der Variablen des Aushärtzyklus erfordern, z. B. Dauer der Kühlperioden zwischen Strahlungspulsen). Veränderungen in der Kühlkapazität des Systems und/oder Änderungen in den Zusammensetzungen des linsenbildenden Materials können Einstellungen der Variablen des Aushärtzyklus ebenfalls erfordern.
Signifikante Variablen, welche die Aufstellung eines gepulsten Aushärtzyklus beeinflussen, schließen ein: (a) die Masse des auszuhärtenden Materials, und (b) die Intensität des zu dem Material zugeführten Lichtes. Ein signifikanter Aspekt der Verfahren der vorliegenden Erfindung ist die anfängliche Expositionsperiode. Falls eine Probe zu Beginn mit Strahlung überdosiert wird, kann die Reaktion zu weit voranschreiten und die Wahrscheinlichkeit einer vorzeitigen Freigabe und/oder eines vorzeitigen Reißens erhöhen. Falls eine Probe in einem festgelegten (d. h. vorher eingestellten) Aushärtzyklus zu Beginn unterdosiert wird, können nachfolgende Expositionen einen zu großen Temperaturanstieg in dem Zyklus bewirken, was die Neigung zur Herbeiführung von vorzeitiger Freigabe und/oder Rißbildung hat. Falls die Lichtintensität um mehr als etwa +/– 10% in einem Zyklus variiert, welcher für einen feststehenden Wert der Lichtintensität und/oder feststehende Masse von linsenbildendem Material ausgelegt wurde, kann vorzeitige Freigabe und/oder vorzeitiges Reißen die Folge sein.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt einen Aushärtzyklus, welcher zwei Prozeßstufen hat. Eine erste Prozeßstufe bezieht sich auf die Bildung eines trockenen Geles durch kontinuierliche Bestrahlung einer linsenbildenden Zusammensetzung für eine relativ lange Periode. Das Material wird dann auf eine niedrigere Temperatur unter Dunkelheit abgekühlt. Eine zweite Prozeßstufe bezieht sich auf die steuerbare Freisetzung des zurückgebliebenen exothermen Potentials des Materials durch alternierendes Exponieren des Materials für relativ kurze Bestrahlungsperioden und längere Perioden von herabgesetzter Bestrahlung (z. B. Dunkelkühlung).
Das Verhalten des linsenbildenden Materials während der zweiten Verfahrensstufe hängt von dem Ausmaß der Reaktion des linsenbildenden Materials, welche während der ersten Verfahrensstufe aufgetreten ist, ab. Für einen feststehenden Aushärtzyklus ist es bevorzugt, daß das Ausmaß der Reaktion, welche in der ersten Prozeßstufe auftritt, sicher innerhalb eines spezifizierten Bereiches fällt. Falls der Fortschritt der Reaktion nicht gut gesteuert wird, kann das Auftreten von Rißbildung und/oder vorzeitiger Freigabe ansteigen. Für einen Aushärtzyklus, der eine Zusammensetzung mit einem konstanten Gehalt von Inhibitor und Initiator betrifft, ist Intensität der verwendeten Strahlung die wahrscheinlichste Quelle für die Veränderlichkeit in dem Aushärtwert, der in der ersten Verfahrensstufe erreicht wird. Im allgemeinen hat eine Fluktuation von +/– 5% in der Intensität die Neigung, beobachtbare Unterschiede in dem in der ersten Verfahrensstufe erreichten Aushärtwert hervorzurufen. Variationen der Lichtintensität von +/– 10% können die Ausbeuteraten signifikant reduzieren.
Der Effekt von unterschiedlichen Lichtintensitäten auf das auszuhärtende Material hängt davon ab, ob die Intensität höher oder niedriger als eine bevorzugte Intensität, für welche der Aushärtzyklus ausgelegt wurde, ist. 23 zeigt Temperaturprofile für drei Ausführungsformen, bei denen unterschiedliche Lichtwerte angewandt wurden. Falls die Lichtintensität, welcher das Material ausgesetzt wird, höher als eine bevorzugte Intensität ist, kann die Überdosierung bewirken, daß die Reaktion zu weit voranschreitet. In einem solchen Fall kann übermäßige Wärme freigesetzt werden, was die Möglichkeit von Reißen und/oder vorzeitiger Freigabe während der ersten Verfahrensstufe des Aushärtzyklus erhöht. Falls vorzeitige Freigabe oder Reißen des überdosierten Materials in der ersten Verfahrensstufe nicht auftritt, können dann nachfolgende Pulse, welche während der zweiten Verfahrensstufe zugeführt werden, sehr wenig zusätzliche Reaktion hervorrufen.
Falls die Lichtintensität niedriger als die bevorzugte Intensität ist, und das linsenbildende Material unterdosiert wird, können andere Probleme auftreten. Das Material kann nicht bis zu einem ausreichenden Aushärtgrad in der ersten Verfahrensstufe getrieben werden. Während der zweiten Verfahrensstufe angelegte Pulse können dann das Auftreten von relativ hohen Reaktionswerten bewirken, und die durch die Reaktion erzeugte Wärme kann sehr viel größer sein als die Kapazität des Systems zur Wärmeentfernung. Auf diese Weise kann die Temperatur des linsenbildenden Materials die Neigung zu übermäßigem Anstieg haben. Vorzeitige Freigabe kann die Folge sein. Andererseits können nicht ausreichend ausgehärtete Linsen erzeugt werden, welche nach dem Ende des Zyklus die Freisetzung von Wärme fortführen.
Die optimale Anfangsbestrahlungsdosis, welche auf das linsenbildende Material anzulegen ist, kann hauptsächlich von seiner Masse abhängen. Die Anfangsdosis ist ebenfalls eine Funktion der Lichtintensität und der Expositionszeit. Eine Methode zur Aufstellung eines Aushärtzyklus für eine vorgegebene Kombination von Form/Dichtung/Monomerem kann die Auswahl einer fixierten Lichtintensität beinhalten.
Verfahren der vorliegenden Erfindung können einen breiten Bereich von Lichtintensitäten umfassen. Die Anwendung einer relativ niedrigen Intensität kann es ermöglichen, daß die Länge einer jeden Kühlstufe derart herabgesetzt wird, daß kürzere und stärker steuerfähige Pulse zugeführt werden. Wenn eine Fluoreszenzlampe verwendet wird, kann die Verwendung einer niedrigeren Intensität die Verwendung von niedrigeren Leistungseinstellungen ermöglichen, wodurch die Belastung des Lampenkühlsystems reduziert und die Lebensdauer der Lampe verlängert werden. Ein Nachteil der Verwendung einer relativ niedrigen Lichtintensität ist, daß die anfängliche Expositionsperiode die Neigung hat, etwas länger zu sein. Relativ hohe Intensitätswerte haben die Neigung, kürzere Anfangsexpositionszeiten zu ergeben, wobei stärkere Anforderungen an die Lampentreiber und/oder das Lampenkühlsystem gestellt werden, wovon jede die Neigung zur Reduzierung der Lebensdauer der Lampe hat.
Bei einer Ausführungsform können Lampen General Electric F15T8BL, versorgt von Treibern Mercon HR0696-4 in Verbindung mit einer Aushärtkammer FC 104, welche ein Stück von doppeltmattiertem diffundierendem Glas und ein Stück von klarer Acrylplatte P0-4 hat, verwendet werden. Die Einstellungen der Lichtintensität können 760 Mikrowatt/cm² für die oberen Lampen und 950 Mikrowatt/cm² für die Bodenlampen sein.
Sobald eine Lichtintensität ausgewählt ist, kann die Anfangsexpositionszeit festgelegt werden. Eine geeignete Methode zur Überwachung der Reaktion während des Zyklus umfaßt die Bereitstellung eines Thermoelementes mit feinen Abmessungen, die Positionierung hiervon innerhalb des Formhohlraumes und seine Verbindung mit einem geeigneten Datenaufzeichnungssystem. Ein bevorzugtes Thermoelement ist Typ 0,0127 cm (0,005 Zoll Durchmesser) mit Teflon isolierter Draht, erhältlich von Omega Engineering. Die Isolierung wird um etwa 30 bis 50 mm zurückgestreift und jeder Draht wird durch eine Dichtungswand mittels einer Injektionsnadel mit feiner Bohrung eingeführt. Die Nadel wird dann zurückgezogen und die zwei Drähte werden miteinander verdreht, um eine Thermoelementverbindung innerhalb des inneren Umfanges der Dichtung zu bilden. Die äußeren Enden der Leitungen werden an einem Miniaturstecker befestigt, der in eine permanente Thermoelementverlängerungsleitung gesteckt werden kann, die zu der Datenaufnahmeeinheit führt, nachdem die eingesetzte Form gefüllt wurde.
Die Datenaufnahmeeinheit kann eine Einheit Hydra 2625A Data Logger, hergestellt von John Fluke Mfg. Company, sein. Sie wird mit einem IBM-verträglichen Personalcomputer, der mit Hydra Data Logger Software läuft, verbunden. Der Computer ist so konfiguriert, daß er sowohl eine graphische Aufzeichnung wie auch numerische Temperaturanzeigen auf einem Monitor zeigt. Das Abtastintervall kann auf eine beliebige geeignete Zeitperiode eingestellt werden, und eine Periode von fünf oder zehn Sekunden liefert üblicherweise gute Auflösung. Die Stellung der Thermoelementverbindung in dem Formhohlraum kann seine Ableswerte und das Verhalten während des Zyklus beeinflussen. Wenn die Verbindung zwischen der vorderen und der hinteren Form angeordnet wird, können relativ hohe Temperaturen im Vergleich zu den Temperaturen bei oder nahe der Formfläche beobachtet werden. Der Abstand von der Kante des Hohlraumes zu der Verbindung kann sowohl die Ablesungen der absoluten Temperatur wie auch die Form der Temperaturauftragung des Aushärtzyklus beeinflussen. Die Kanten des linsenbildenden Materials können mit dem Anstieg der Temperatur etwas später als die anderen Teile des Materials beginnen. Später in dem Zyklus kann das linsenbildende Material im Zentrum etwas von dem Material an der Kante verschieden sein, und es hat die Neigung, wenig auf Bestrahlungspulse anzusprechen, während das Material nahe der Kante die Neigung haben kann, signifikante Aktivität zu zeigen. Bei der Durchführung von Experimenten zur Entwicklung von Aushärtzyklen ist es bevorzugt, zwei Sonden in den Formhohlraum einzusetzen, eine nahe dem Zentrum und eine nahe der Kante. Die Sonde im Zentrum sollte früh in dem Zyklus eine Rolle spielen, und die Kantensonde sollte die späteren Stufen des Zyklus steuern.
Unterschiedliche Reaktionsgeschwindigkeiten unter verschiedenen Bereichen des linsenbildenden Materials können durch Anwendung einer differentiellen Lichtverteilung quer zu der Formfläche/den Formflächen erreicht werden. Es wurden Tests durchgeführt, bei welchen Lichtverteilungen vom "Minustyp" es bewirken, daß die Kanten des linsenbildenden Materials vor dem Zentrum des Materials zu reagieren beginnen. Die potentiellen Vorteile von lichtverteilenden Filtern zum Aus härten von halbfertigen Linsen mit hoher Masse können durch Nichtgleichförmigkeit von Gesamtlichttransmission aufgehoben werden, welche die Neigung haben, quer über größere Anzahlen von Filtern aufzutreten. Die Transmission der Acrylplatten PO-4 für aktivierendes Licht (Cyro Industries; Plano, Texas), welche über den Öffnungen in der Aushärtkammer FC-104 verwendet wurden, haben die Neigung, stärker reduzierbar zu sein als diejenigen aus mit Seidegewebe bedeckten Filterplatten.
Nach der Auswahl und/oder Konfiguration von (a) der Bestrahlungsintensität, (b) des durch Strahlung aushärtbaren linsenbildenden Materials, (c) der Kombination Form/Dichtung, und (d) des Datenaufzeichnungssystems kann die optimale Anfangsexpositionsperiode festgelegt werden. Es ist vorteilhaft, eine Probe von linsenbildendem Material kontinuierlicher Strahlung zu exponieren, um ein Temperaturprofil zu erhalten. Dies liefert einen identifizierbaren Bereich von verstrichener Zeit, innerhalb der die optimale Anfangsexpositionszeit fallen wird. Zwei Punkte von Interesse sind die Zeit, zu welcher der Temperaturanstieg in der Probe zuerst festgestellt wird ("T_anfang" oder "T_i"), und die Zeit, zu welcher die maximale Temperatur der Probe erreicht wird ("Tmax"). Ebenfalls von Interesse ist die aktuelle maximale Temperatur, als eine Anzeige des "Wärmepotentials" der Probe unter den Systembedingungen (z. B. bei Vorliegen von Kühlung).
Als allgemeine Regel gilt, daß die Temperatur von Linsen mit hoher Masse (d. h. Linsen größer als etwa 70 Gramm) unter etwa 94°C (200°F) und bevorzugt zwischen etwa 66°C (150°F) und etwa 82°C (180°F) bleiben sollte. Höhere Temperaturen sind typischerweise mit reduzierten Ergebnisraten von Linsen als Folge von Reißen und/oder vorzeitiger Freigabe verbunden. Im allgemeinen sollten Linsen mit niedrigerer Masse (d. h. Linsen von nicht größer als etwa 45 Gramm) unter etwa 66°C (150°F) und bevorzugt zwischen etwa 43°C (110°F) und etwa 60°C (140°F) gehalten werden.
Die erste Periode kann entsprechend der Masse des linsenbildenden Materials ausgewählt werden. Bei einer Ausführungsform hat das linsenbildende Material eine Masse zwischen etwa 45 Gramm und etwa 70 Gramm, und die ausgewählte zweite Temperatur ist eine Temperatur zwischen etwa 66°C (150°F) und etwa 94°C (200°F). Bei einer anderen Ausführungsform hat das linsenbildende Material eine Masse von nicht größer als 45 Gramm und eine zweite Temperatur geringer als etwa 66°C (150°F). Bei einer noch anderen Ausführungsform der Erfindung hat das linsenbildende Material eine Masse von wenigstens etwa 70 Gramm und eine zweite Temperatur zwischen etwa 77°C (170°F) und etwa 88°C (190°F).
Ein Versuch kann durchgeführt werden, bei welchem die Strahlung von den Formteilen entfernt wird etwas vor einer Hälfte der Zeit zwischen T Anfang und Tmax. Die Anfangsexpositionszeit kann wechselweise reduziert oder erhöht werden entsprechend den Ergebnissen des oben genannten Versuches bei nachfolgenden Versuchen, um ein Tmax in einem bevorzugten Bereich zu ergeben. Diese Arbeitsweise kann die Festlegung der optimalen Anfangsexpositionszeit für eine beliebige vorgegebene Anordnung Form/Dichtung und Lichtintensität erlauben.
Eine qualitative Zusammenfassung der Beziehungen zwischen Systemvariablen, welche auf den oben beschriebenen Methoden beruht, ist in 22 gezeigt.
Nach der Anfangsexpositionsperiode können eine Reihe von Stufen von Betrahlungspuls/Kühlung durchgeführt werden, um in kontrollierbarer Weise das zurückgebliebene exotherme Potential des Materials freizusetzen und auf diese Weise das Aushärten abzuschließen. Es gibt wenigstens zwei Möglichkeiten zur Herbeiführung dieser zweiten Verfahrensstufe. Die erste betrifft die Anwendung einer großen Anzahl von sehr kurzen Pulsen und kurzen Kühlperioden. Die zweite Möglichkeit beinhaltet die Zuführung einer geringeren Anzahl von längeren Pulsen mit entsprechend längeren Kühlperioden. Jede dieser zwei Methoden kann ein gutes Produkt erzeugen und zahlreiche annehmbare Zyklen können zwischen diesen Extremen existieren.
Ein signifikanter Aspekt der Erfindung bezieht sich auf die Verwendung von gepulster Zufuhr von Licht zur Herstellung eines großen Bereiches (von –6 bis +4 Dioptrien) von Linsen ohne Erfordernis von erneut gekühltem Kühlfluid (z. B. gekühlter Luft). Bei geeigneter Lichtzufuhr kann Luft bei Umgebungsbedingungen als Kühlfluid verwendet werden, so daß die Systemkosten signifikant herabgesetzt werden.
Einige aufgestellte Zyklen sind in der Tabelle unten für drei halbfertige Anordnungen Form-Dichtung angegeben: eine Basiskurve für 6,00 D, eine Basiskurve für 4,5 D und eine Basiskurve für 3,00 D. Diese Zyklen wurden unter Verwendung einer Aushärtkammer FC-104, in welcher Kühlluft bei einer Temperatur von etwa 14°C (56°F) auf die vordere und hintere Oberfläche einer Formanordnung gerichtet war, durchgeführt. Mattiertes Diffusor-Fensterglas war zwischen den Proben und den Lampen zusammen mit einer Schicht von Acrylmaterial PO-4 annähernd 2,54 cm (1 Zoll) unterhalb des Glases angeordnet. Eine obere Lichtintensität wurde auf 760 Mikrowatt/cm² eingestellt, und eine Bodenlichtintensität wurde auf 950 Mikrowatt/cm² eingestellt, gemessen etwa in der Ebene der Probe. Es wurden ein Spectroline Meter DM365N und eine Normdetektorstufe verwendet. Eine in der Form befindliche Beschichtung, wie in der US-Anmeldung Serial No. 07/931 946 beschrieben, wurde zur Beschichtung sowohl der vorderen als auch der hinteren Form verwendet.
Die 24, 25 und 26 zeigen jeweils Temperaturprofile der oben detailliert aufgeführten Zyklen für einen Fall, in welchem die Exposition mit aktivierendem Licht in einer kontinuierlichen Weise durchgeführt wurde, und für einen Fall, bei welchem die Zufuhr von aktivierendem Licht gepulst war. In den 23–26 bezeichnet "Io" die Anfangsintensität der Strahlung von aktivierendem Licht, die in einem Aushärtzyklus verwendet wird. Die Angabe "Io = 760/950" bedeutet, daß die Lichtintensität auf die Anfangseinstellungen von 760 Mikrowatt/cm² für die oberen Lampen und auf 950 Mikrowatt/cm² für die Bodenlampen eingestellt wurde. Die "Innentemperatur" von 23–26 bezieht sich auf eine Temperatur des linsenbildenden Materials, gemessen durch ein Thermoelement, das innerhalb des Formhohlraumes angeordnet war.
Die folgenden allgemeinen Regeln für die Aufstellung von Zyklen Puls/Kühlung können verwendet werden, um rasches Aushärten einer Linse zu ermöglichen, wobei vorzeitige Freigabe und/oder Rißbildung der Linse gehemmt wird. Die Dauer der Pulse ergibt bevorzugt keine Temperatur, welche die Maximaltemperatur übersteigt, welche in der Anfangsexpositionsperiode erreicht wird. Die Länge der Kühlperiode kann durch die Zeitdauer festgelegt werden, welche erforderlich ist, damit die Innentemperatur des linsenbildenden Materials nahe zu der Temperatur, die es unmittelbar vor dem Empfang eines Pulses hatte, zurückzukehren. Die Befolgung dieser allgemeinen Regeln während Routineversuchen kann es erlauben, geeignete Aushärtzyklen für einen breiten Bereich von linsenbildenden Materialien, Lichtintensitätswerten und Kühlbedingungen aufzustellen.
Bevorzugt wird die Lichtabgabe durch Variieren des Betrages der zu den Lichtern zugeführten Leistung im Ansprechen auf Veränderungen der Lichtabgabe gemessen und gesteuert. Spezifisch schließt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung einen Lichtsensor ein, der nahe bei den Lichtern montiert ist. Der Lichtsensor mißt die Lichtmenge, und dann steuert eine Kontrolleinrichtung die zugeführte Leistung, um die Strahlen von erstem aktivierendem Licht beizubehalten, wenn die Intensität der Strahlen von erstem aktivierendem Licht während der Anwendung abnimmt und vice versa. Spezifisch wird die Leistung durch Variieren der zu den Lichtern zugeführten elektrischen Frequenz variiert.
Ein Filter wird bevorzugt bei dem Lichtsensor angebracht, so daß Lichtwellen andere als aktivierendes Licht weniger oder überhaupt nicht auf den Lichtsensor auftreffen. Bei einer Ausführungsform wurde ein Stück von Glas 365N, hergestellt von Hoya Optics (Fremont, Kalifornien) auf einem Lichtsensor zum Herausfiltern von sichtbarer Strahlung aufgebracht.
Ein "Lampentreiber" oder Lichtsteuergerät war ein Gerät Mercron Modell FX0696-4 und Modell FX06120-6 (Mercron, Inc., Dallas, Texas, USA). Diese Lichtsteuergeräte können in den US-Patenten 4 717 863 und 4 937 470 beschrieben sein.
13 zeigt schematisch das Lichtsteuersystem, wie es oben beschrieben wurde. Die Lichter 40 in der Vorrichtung 10 liefern Licht zu dem Linsenhalter 70. Ein Lichtsensor 700 ist benachbart zu den Lichtern 40 angeordnet. Bevorzugt ist der Lichtsensor 700 ein Photoresistor-Lichtsensor (Photodioden oder andere Lichtsensoren können ebenfalls bei dieser Anwendung nützlich sein). Der Lichtsensor 700 mit einem Filter 750 ist mit einem Lampentreiber 702 über Drähte 704 verbunden. Der Lampentreiber 702 sendet einen Strom durch den Lichtsensor 700 und empfängt ein Rücksignal von dem Lichtsensor 700. Das Rücksignal wird gegenüber einem einstellbaren Wert verglichen, und die elektrische Frequenz, welche zu den aktivierenden Lichtern 40 über die Drähte 706 geschickt wird, wird in Abhängigkeit von den Unterschieden zwischen dem Einstellpunkt und dem von dem Lichtsensor 700 empfangenen Signal variiert. Bevorzugt wird die Lichtabgabe innerhalb etwa +/–1,0% gehalten.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Mitteldruck-Quecksilberdampflampe zum Aushärten des linsenbildenden Materials und der Linsenbeschichtung verwendet. Diese Lampe und zahlreiche konventionelle Lichtquellen, welche für das Aushärten mit aktivierendem Licht verwendet werden, können nicht wiederholt an- und abgeschaltet werden, da eine Aufwärmperiode von mehreren Minuten im allgemeinen vor dem Betrieb erforderlich ist. Quecksilberdampflichtquellen können bei einer niedrigeren Leistungseinstellung zwischen Expositionsperioden (d. h. zweiten Perioden) abgeschaltet werden, jedoch erzeugt die Lichtquelle immer noch signifikante Wärme und verbraucht Elektrizität während einer niedrigeren Leistungseinstellung.
Bei einer Ausführungsform emittiert eine Blitzlampe aktivierende Lichtpulse zum Aushärten des linsenbildenden Materials. Es wird angenommen, daß eine Blitzlampe eine kleinere, kältere, weniger kostspielige und zuverlässigere Lichtquelle wäre als andere Quellen. Die Stromzuführung für eine Blitzlampe hat die Neigung, relativ minimalen Strom während des Aufladens des Kondensators abzuziehen. Die Blitzlampe liefert die gespeicherte Energie im Mikrosekunden-Maßstab zur Erzeugung von sehr hohen Spitzenintensitäten aus dem Blitzkolben selbst. Auf diese Weise haben Blitzlampen die Neigung, weniger Strom für den Betrieb zu erfordern und weniger Wärme als andere Lichtquellen, welche zum Aushärten mit aktivierendem Licht verwendet werden, zu erfordern. Eine Blitzlampe kann ebenfalls zum Aushärten einer Linsenbeschichtung verwendet werden.
Bei einer Ausführungsform ist die Blitzlampe, welche zum Richten von Strahlung von aktivierendem Licht auf wenigstens eines der Formteile verwendet wird, eine Xenonlichtquelle. Die Linsenbeschichtung kann ebenfalls unter Verwendung einer Xenonlichtquelle ausgehärtet werden. Unter Bezugnahme auf 29 enthält die Xenonlichtquelle 980 bevorzugt ein Photostrobe 992, welches eine Röhre 996 und Elektroden besitzt, um die Transmission von Strahlung von aktivierendem Licht zu ermöglichen. Die Röhre kann Borsilikatglas oder Quarz einschließen. Eine Quarzröhre hält im allgemeinen etwa das 3- bis 10-fache mehr als eine Hartglasröhre aus. Die Röhre kann in der Gestalt eines Ringes, eines U, einer Helix sein, oder sie kann linear sein. Die Röhre kann Kapazitätstriggerelektrode 995 einschließen. Die Kapazitätstriggerelektrode kann einen Draht, Silberstreifen oder eine leitende Beschichtung, die auf dem Äußeren der Röhre 996 angeordnet ist, einschließen. Die Xenonlichtquelle ist bevorzugt ausgelegt, um Pulse von Licht für eine Dauer von weniger als etwa 1 Sekunde, mehr bevorzugt zwischen etwa 1/10 einer Sekunde und etwa 1/1000 einer Sekunde und noch mehr bevorzugt zwischen etwa 1/400 ei ner Sekunde und 1/600 einer Sekunde zu liefern. Die Xenonquelle kann ausgelegt sein, um Lichtpulse etwa alle 4 Sekunden oder darunter zu liefern. Die relativ hohe Intensität der Xenonlampe und die kurze Pulsdauer können rasches Aushärten der linsenbildenden Zusammensetzung ohne Zufuhr von signifikanter Strahlungswärme zu der Zusammensetzung erlauben.
Bei einer Ausführungsform steuert die Steuereinrichtung 990 (gezeigt in 29) die Intensität und Dauer von Pulsen von aktivierendem Licht, welche von einer Quelle 980 für aktivierendes Licht geliefert werden, und das Zeitintervall zwischen den Pulsen. Die Quelle für aktivierendes Licht 980 kann einen Kondensator 994 einschließen, welche die erforderliche Energie speichert, um die Pulse von aktivierendem Licht zu liefern. Der Kondensator 994 kann ausgelegt sein, um Pulse von aktivierendem Licht zu ermöglichen, welche so häufig wie gewünscht angeliefert werden sollen. Der Temperaturmonitor 997 kann an einer Anzahl von Stellen innerhalb der Formkammer 984 angeordnet sein. Der Temperaturmonitor kann die Temperatur innerhalb der Kammer und/oder die Temperatur von aus der Kammer austretender Luft messen. Das System kann ausgelegt sein, um ein Signal zum Kühler 988 und/oder zum Verteiler 986 (in 27 gezeigt) zu liefern, um die Menge und/oder die Temperatur der Kühlluft zu variieren. Der Temperaturmonitor kann ebenfalls die Temperatur an einer beliebigen einer Anzahl von Stellungen bestimmen, welche nahe bei dem Formhohlraum liegen, und ein Signal zur Steuereinrichtung 990 senden, um die Pulsdauer, die Pulsintensität oder die Zeit zwischen den Pulsen als eine Funktion der Temperatur innerhalb der Formkammer 984 zu variieren.
Bei einer Ausführungsform wird der Lichtsensor 999 zur Bestimmung der Intensität von aktivierendem Licht, das aus der Qukelle 980 austritt, zu bestimmen. Der Lichtsensor ist bevorzugt so ausgelegt, daß er ein Signal zur Steuereinrichtung 990 sendet, welches bevorzugt angepaßt ist, um die Intensität des aktivierenden Lichtes auf einem gewählten Wert zu halten. Filter 998 kann zwischen der Quelle für aktivierendes Licht 980 und dem Lichtsensor 999 angeordnet sein, und es ist bevorzugt angepaßt, um zu verhindern, daß sichtbare Strahlen mit dem Lichtsensor 999 in Kontakt kommen, während Strahlung von aktivierendem Licht zum Kontakt mit dem Sensor erlaubt ist. Das Filter kann Glas 365N oder ein beliebiges anderes Material, welches zum Ausfiltern von sichtbarer Strahlung und zum Durchlaß von ultravioletter Strahlung geeignet ist, einschließen.
Bei einer Ausführungsform wird ein Kühlverteiler zum Richten von Luft auf die Nichtgießfläche wenigstens eines der Formteile zum Kühlen der linsenbildenden Zusammensetzung gerichtet. Die Luft kann auf eine Temperatur unterhalb Umgebungstemperatur vor dem Richten auf das wenigstens eine Formteil zum Kühlen der Zusammensetzung gekühlt werden.
Bei einer Ausführungsform kann Luft bei Umgebungstemperatur zum Kühlen der linsenbildenden Zusammensetzung verwendet werden. Da der Xenonblitz im allgemeinen eine Dauer von sehr viel weniger als etwa 1 Sekunde hat, besteht die Neigung, daß beträchtlich weniger Strahlungswärme zu der linsenbildenden Zusammensetzung überführt wird, im Vergleich zu Aushärtmethoden unter Verwendung von anderen Quellen für aktivierendes Licht. Auf diese Weise kann die reduzierte Wärme, welche zu der linsenbildenden Zusammensetzung überführt wird, die Verwendung von Luft bei Umgebungstemperatur zur Entfernung von ausreichend Wärme des exothermen Anstiegs zu ermöglichen, um vorzeitige Freigabe und/oder Reißen der Linse praktisch zu hemmen.
Bei einer Ausführungsform wird die Xenonquelle verwendet, um Strahlung von erstem aktivierendem Licht auf die ersten und zweiten Formteile bis zu dem Punkt zu richten, bei welchem ein Temperaturanstieg gemessen wird und/oder die linsenbildende Zusammensetzung beginnt zu gelieren oder ein Gel bildet. Es wird bevorzugt, daß das Gel innerhalb von weniger als 15 Strahlungspulsen und mehr bevorzugt mit weniger als etwa 5 Pulsen gebildet wird. Es wird bevorzugt, daß das Gel gebildet wird, bevor die Gesamtzeit, welcher die Zusammensetzung den Pulsen ausgesetzt wurde, etwa 1/10 oder 1/100 einer Sekunde beträgt.
Bei einer Ausführungsform wird eine reflektierende Einrichtung in Verbindung mit der Xenonlichtquelle verwendet. Die reflektierende Einrichtung wird hinter der Blitzlichtquelle angeordnet und ermöglicht bevorzugt eine gleichmäßige Verteilung von Strahlung von aktivierendem Licht von dem Zentrum der Zusammensetzung zu der Kante der Zusammensetzung.
Bei einer Ausführungsform wird eine Xenonlichtblitzlampe verwendet, um eine Vielzahl von Pulsen von aktivierendem Licht auf die linsenbildende Zusammensetzung zu ihrer Aushärtung zu einer Augenglaslinse in einer Zeitperiode von weniger als 30 Minuten oder mehr bevorzugt von weniger als 20 oder 15 Minuten zu senden.
Die Verwendung einer Xenonlichtquelle kann ebenfalls die Bildung von Linsen über einem breiten Bereich von Dioptrien ermöglichen. Linsen mit höherer Stärke zeigen Verhältnisse von am stärksten dünnen zu am stärksten dicken Bereichen, was bedeutet, daß eine stärkere durch Schrumpfung induzierte Spannung erzeugt wird, was größere Formbiegung und damit erhöhte Neigung für vorzeitige Freigabe bewirkt. Linsen mit höherer Stärke besitzen ebenfalls dickere Bereiche. Teile des linsenbildenden Materials innerhalb dieser dickeren Bereiche können weniger Licht als Bereiche nahe an den Formoberflächen empfangen. Techniken zur Bildung von Linsen mit kontinuierlicher Strahlung erfordern typischerweise die Verwendung von sehr schwachen Intensitäten zur Steuerung der während des Aushärtens erzeugten Wärme. Die verwendeten relativ niedrigen Lichtintensitäten haben die Neigung, eine lange Periode von langsamer Gelierung zu ergeben. Es besteht die Neigung zur Erzeugung von optischen Verzerrungen, wenn ein Teil der Linse mit einer unterschiedlichen Geschwindigkeit als ein anderer Teil ausgehärtet wird. Durch nicht-gleichförmiges Aushärten charakterisierte Methoden sind typischerweise schlecht zur Herstellung von Linsen mit relativ hoher Stärke geeignet, da die tieferen Bereiche (z. B. Bereiche innerhalb eines dicken Abschnittes einer Linse) die Neigung zum Gelieren mit einer geringeren Geschwindigkeit als Bereiche nahe an den Formoberflächen haben.
Die relativ hohe Intensität, welche mit der Xenonquelle erreichbar ist, kann ebenfalls ein tieferes Eindringen in und/oder Sättigung von dem linsenbildenden Material ermöglichen, so daß eine gleichförmigere Aushärtung von dickeren Linsen als beim konventionellen durch Strahlung initiierten Aushärten möglich ist. Eine gleichförmigere Gelierung hat die Neigung aufzutreten, wenn das linsenbildende Material mit einem Puls von aktivierendem Licht mit hoher Intensität dosiert wird, und dann herabgesetztem aktivierendem Licht oder Dunkelheit ausgesetzt wird, wenn die Reaktion ohne aktivierende Strahlung voranschreitet. Linsen mit einer Dioptriezahl zwischen etwa +5,0 und etwa –6,0 und größer können ausgehärtet werden. Es wird angenommen, daß die Lichtverteilung quer über die Probe weniger kritisch ist, wenn das Aushärten und insbesondere wenn die Gelierung mit Licht von relativ hoher Intensität induziert wird. Das linsenbildende Material kann in dere Lage sein, eine Energiemenge pro Zeiteinheit zu absorbieren, welche unterhalb derjenigen ist, die während eines Pulses mit relativ hoher Intensität geliefert wird. Das linsenbildende Material kann in Bezug auf das von einer Blitzlichtquelle hoher Intensität angelieferte Licht "übersättigt" sein. Bei einer Ausführungsform wird die Xenonquelle zum Aushärten einer Linse mit einer Dioptriezahl zwischen etwa –4,0 und etwa –6,0 verwendet. Bei einer Ausführungsform wird die Xenonquelle zum Aushärten einer Linse mit einer Dioptriezahl zwischen etwa +2,0 und etwa +4,0 verwendet.
Bei einer Ausführungsform wird mehr als eine Lichtquelle verwendet, um gemeinsam aktivierende Lichtpulse zu der linsenbildenden Zusammensetzung zu bringen. Eine solche Ausfüh rungsform ist in 28 gezeigt. Xenonlichtquellen 980a und 980b können rings um die Formkammer 985 angeordnet sein, so daß Pulse auf die vordere Fläche einer Linse und die hintere Fläche einer Linse im wesentlichen gleichzeitig gerichtet werden können. Die Formkammer 985 ist bevorzugt ausgelegt, um eine Form in einer senkrechten Stellung zu halten, so daß Pulse von der Xenonquelle 980a zu der Fläche eines ersten Formteiles gebracht werden, während Pulse von Quelle 980b zu der Fläche des zweiten Formteiles gebracht werden können. Bei einer Ausführungsform führt die Xenonquelle 980b aktivierende Lichtpulse zu einer hinteren Oberfläche einer Linse häufiger als die Xenonquelle 980a aktivierende Lichtpulse zu einer vorderen Oberfläche einer Linse bringt. Lichtquellen 980a und 980b können derart aufgebaut sein, daß eine Quelle Licht zur Formkammer 984 von einer Stelle oberhalb der Kammer zuführt, während die andere Xenonquelle Licht zu der Formkammer von einer Stellung unterhalb der Kammer zuführt.
Bei einer Ausführungsform werden eine Xenonlichtquelle und eine Lichtquelle mit relativ niedriger Intensität (z. B. fluoreszierend) gemeinsam verwendet, um aktivierendes Licht zu einer Formkammer zuzuführen. Wie in 27 gezeigt, kann die Xenonquelle 980 aktivierendes Licht zu einer Seite der Formkammer 984 zuführen, während die Fluoreszenzquelle 982 mit niedriger Intensität aktivierendes Licht zu einer anderen Seite der Formkammer bringt. Die fluoreszierende Quelle 982 kann eine kompakte fluoreszierende "Lichtwanne" oder eine diffuse Leuchtstofflampe einschließen. Die fluoreszierende Lichtquelle kann kontinuierlich oder im wesentlichen gepulste Strahlung von aktivierendem Licht anliefern, wenn die Xenonquelle aktivierende Lichtpulse anliefert. Die Leuchtstoffquelle kann kontinuierliche Strahlung von aktivierendem Licht anliefern, welche eine relativ niedrige Intensität von weniger als etwa 100 Mikrowatt/cm² haben.
Verfahren der vorliegenden Erfindung erlauben das Aushärten von halbfertig gestellten Linsenrohlingen hoher Masse aus demselben Material, welches zum Aushärten von fertig gegossenen Linsen verwendet wird. Beide werden als "Augenglaslinsen" für die Zwecke dieses Patentes angesehen. Diese Verfahren können ebenfalls verwendet werden, um eine Vielzahl von anderen linsenbildenden Materialien auszuhärten. Verfahren der vorliegenden Erfindung wurden erfolgreich angewandt, um fertige Linsen zusätzlich zu halbfertigen Linsen herzustellen.
PULSVERFAHREN BEISPIEL 1: VERWENDUNG EINER MITTELDRUCK- DAMPFLAMPE
Eine Augenglaslinse wurde erfolgreich mit aktivierendem Licht unter Verwendung einer Mitteldruck-Quecksilberdampflampe als eine Quelle für aktivierende Strahlung ausgehärtet (d. h. das zuvor hier beschriebene UVEXS Modell 912). Die Aushärtkammer schloß eine Mitteldruck-Dampflampe von 6 Zoll, welche bei einem Leistungswert von annähernd 250 Watt pro Zoll arbeitete, und einen defokussierten dichroitischen Reflektor, welcher für aktivierendes Licht hochreflektierend ist, ein. Ein hoher Prozentsatz von Infrarotstrahlung wurde durch den Körper des Reflektors durchgelassen, so daß er nicht auf das auszuhärtende Material gerichtet wurde. Die Aushärtkammer schloß weiterhin einen Fördermechanismus zum Transport der Probe unter die Lampe ein. Bei dieser Aushärtkammer war der Transportmechanismus so eingestellt, daß ein Wagen die Probe von der Vorderseite der Kammer zu der Rückseite bewegt, so daß die Probe sich vollständig durch eine Strahlungszone unter der Lampe durchbewegt. Die Probe wird dann durch die Zone erneut zu der Vorderseite der Kammer transportiert. Auf diese Weise wurde die Probe mit zwei einzelnen Expositionen pro Zyklus versehen. Eine Passage, wie im folgenden definiert, besteht aus zwei dieser einzelnen Expositionen. Eine Passage ergab eine Dosierung von annähernd 275 Millijoul, gemessen in der Ebene der Probe unter Verwendung eines Radiometers International Light IL 1400, ausgerüstet mit einem Detektor XRL 340B.
Ein Linsenhohlraum wurde hergestellt, wobei dieselben Formen, linsenbildende Zusammensetzung und Dichtung der gepulsten Methode von Beispiel 2 unten verwendet wurde. Die Reaktionszelle, welche das linsenbildende Material enthält, wurde auf einer Trägerstufe angeordnet, so daß die Ebene der Kanten der konvexen Form sich in einem Abstand von annähernd 75 mm von der Ebene der Lampe befand. Der Linsenhohlraum wurde dann einer Reihe von aktivierenden Dosen, bestehend aus zwei Durchtritten, gerichtet auf die hintere Oberfläche der Form, gefolgt unmittelbar von einem Durchtritt, gerichtet auf die vordere Oberfläche der Form exponiert. Nachfolgend zu diesen ersten Expositionen wurde die Reaktionszelle für 5 Minuten bei Fehlen von irgendwelcher aktivierender Strahlung in einer Kammer FC-104, wie in Gepulstes Verfahren Beispiel 1 beschrieben, bei einer Lufttemperatur von 24°C (74,6°F) und einer Luftströmungsrate von annähernd 15 bis 25 scf pro Minute auf die hintere Oberfläche und 15 bis 25 scf auf die vordere Oberfläche der Zelle abkühlen gelassen. Der Linsenhohlraum wurde dann mit einer Passage auf die vordere Formoberfläche dosiert und zu der Kühlkammer für 6 Minuten rückgeführt. Dann wurde die hintere Oberfläche in einer Passage exponiert und wurde dann für 2 Minuten gekühlt. Als nächstes wurde die vordere Oberfläche in zwei Passagen exponiert und dann für 3,5 Minuten gekühlt. Die vordere Oberfläche und die hintere Oberfläche wurden dann jeweils zwei Passagen exponiert, und die Dichtung wurde zur Freilegung der Kanten der Linse entfernt. Ein Streifen aus Polyethylenfilm, imprägniert mit Photoinitiator, wurde dann rings um die Kante der Linse gewickelt, und die vordere und die hintere Oberfläche wurden jede weiteren 3 Passagen exponiert. Die hintere Oberfläche der Zelle wurde dann auf die Nachhärteinrichtung mit leitfähiger Wärme in der Form unter Verwendung des mit Glasperlen gefüllten "Bohnensack"-Behälters auf einer Heizplatte bei et wa 171°C (340°F), wie zuvor beschrieben (siehe Beispiel 1 mit leitender Erwärmung) für eine Zeitperiode von 13 Minuten angeordnet, danach wurden die Glasformen von der fertiggestellten Linse entfernt. Die fertiggestellte Linse hatte eine Fokussierstärke für die Ferne von –6,09 Dioptrien, hatte ausgezeichnete optische Eigenschaften, war frei von Aberration, hatte einen Durchmesser von 74 mm und eine zentrale Dicke von 1,6 mm. Während der Kühlstufen wurde ein kleiner Thermistor als Oberflächensonde gegen die äußere Seite der Dichtungswand zur Überwachung der Reaktion positioniert. Die Ergebnisse sind unten zusammengefaßt.
PULSVERFAHREN BEISPIEL 2: VERWENDUNG EINER EINZELNEN XENONBLITZLAMPE
Eine Augenglaslinse wurde erfolgreich mit aktivierendem Licht unter Verwendung einer Xenonblitzlampe als Quelle für aktivierende Strahlung ausgehärtet. Die verwendete Blitzlampe war eine photographische Stroboskoplampe Ultra 1800 White Lightning, kommerziell erhältlich von Paul C. Buff Incorporated, Nashville, Tennessee. Diese Lampe wurde durch Ersatz der standardmäßigen Borsilikatblitzlichtröhren mit Quarzblitzlichtröhren modifiziert. Eine Quarzblitzlichtröhre ist bevorzugt, da einiges des erzeugten aktivierenden Lichtes durch den Bogen innerhalb der Röhre dazu neigt, von Borsilikat absorbiert zu werden. Das Stroboskop besaß zwei halbkreisförmige Blitzlichtröhren, welche simultan triggern und zur Bildung eines Ringes von annähernd 73 Millimeter Durchmesser angeordnet sind. Das Loch in dem Reflektor hinter den Lampen, welches normalerweise eine Einstelllampe für photographische Zwecke enthält, wurde mit einem flachen Stück von aktivierendes Licht reflektierendem und hochpoliertem Material abgedeckt, welches kommerziell unter der Marke Alzac von Ultra Violet Process Supply of Chicago, Illinois, erhältlich ist. Der Leistungsauswahlschwalter wurde auf volle Leistung eingestellt. Die Energie des aktivierenden Lichtes, erzeugt bei einem Blitz, wurde unter Anwendung eines Radiometers International Light IL 1700 Research Radiometer, erhältlich von International Light, Incorporated of Newburyport, Massachusetts, gemessen. Der Detektor war International Light XRL 340 B, welcher gegenüber Strahlung im Bereich von 326 nm bis 401 nm empfindlich ist. Das Fenster des Detektorkopfes wurde annähernd 35 mm von der Ebene der Blitzlichtröhren angeordnet und war annähernd zentriert innerhalb des von den Röhren gebildeten Ringes.
Ein Formhohlraum wurde dadurch hergestellt, daß zwei runde Kronglasformen von 80 mm Durchmesser in einen Silikongummiring oder eine Dichtung eingesetzt wurden, welche eine erhobene Lippe rings um ihren inneren Umfang besaß. Die Kanten der Glasformen ruhten auf der hervorstehenden Lippe unter Bildung eines abgedichteten Hohlraumes in Gestalt der herzustellenden Linse. Der innere Umfang der vorstehenden Lippe entspricht der Kante der fertigen Linse. Die konkave Oberfläche der ersten Form entspricht der vorderen Oberfläche der fertigen Linse, und die konvexe Oberfläche der zweiten Form entspricht der hinteren Oberfläche der fertigen Linse. Die Höhe der hervorstehenden Lippe des Gummiringes, in welche die zwei Glasformen eingesetzt werden, kontrolliert den Abstand zwischen den zwei Glasformen, wodurch die Dicke der fertigen Linse kontrolliert wird. Durch Auswahl von geeigneten Dichtungen und ersten und zweiten Formen, welche verschiedene Radien der Krümmung besitzen, können Linsenhohlräume zur Herstellung von Linsen mit unterschiedlichen Stärken hergestellt werden.
Ein Linsenhohlraum wurde dadurch hergestellt, daß eine konkave Glasform mit einem Krümmungsradius von 407,20 mm und eine konvexe Glasform mit einem Krümmungsradius von 65,26 mm in eine Dichtung gesetzt wurden, welche einen Abstand zwischen den Formen von 1,8 mm, gemessen im Zentrum des Hohlraumes, ergab. Annähernd 32 Gramm eines linsenbildenden Monomeren wurde in den Hohlraum eingefüllt. Das linsenbildende Material, welches für diesen Test verwendet wurde, war Linsenmonomeres OMB-91. Die Reaktionszelle, welche das linsenbildende Material enthielt, wurde waagerecht auf einer Trägerstufe derart angeordnet, daß die Ebene der Kanten der konvexen Form sich in einem Abstand von annähernd 30 mm von der Ebene der Blitzlichtröhren befand, und die Zelle war annähernd unter der Lichtquelle zentriert.
Die hintere Oberfläche des Linsenhohlraumes wurde dann einer ersten Reihe von 5 Blitzen mit einem Intervall von annähernd 4 Sekunden zwischen jedem Blitz ausgesetzt. Die Zelle wurde dann umgedreht, und die vordere Oberfläche wurde weiteren 4 Blitzen mit Intervallen von etwa 4 Sekunden zwischen jedem Blitz exponiert. Es ist bevorzugt, eine erste Reihe von Blitzen auf die hintere Oberfläche zum Start des Aushärtens des Materials anzuwenden, so daß irgendwelche Luftbläschen in dem flüssigen Monomeren nicht von der Kante des Hohlraumes zu dem Zentrum der optischen Zone der Linse wandern. Nachfolgend zu diesen ersten neun Blitzen wurde die Reaktionszelle für 5 Minuten bei Fehlen von irgendwelcher aktivierender Strahlung in der oben beschriebenen Kammer FC-104 abkühlen gelassen. Zum Kühlen der Reaktionszelle wurde Luft bei einer Temperatur von 22°C (71,4°F) und einer Strömungsgeschwindigkeit von annähernd 15 bis 25 scf pro Minute zu der hinteren Oberfläche geführt, und Luft mit einer Temperatur von 22°C (71,4°F) und einer Strömungsrate von annähernd 15 bis 25 scf pro Minute wurde zu der vorderen Oberfläche der Zelle zugeführt. Die hintere Oberfläche des Linsenhohlraumes wurde dann mit einem weiteren Blitz dosiert und zu der Kühlkammer für 4 Minuten rückgeführt.
Als nächstes wurde die Zelle mit einem Blitz auf die vordere Oberfläche exponiert und in der Kühlkammer für 7 Minuten abgekühlt. Dann wurde die Zelle mit einem Blitz auf die vordere Oberfläche und einem Blitz auf die hintere Oberfläche exponiert und für 3 Minuten gekühlt. Als nächstes wurde die Zelle mit zwei Blitzen auf die vordere Oberfläche und zwei Blitzen auf die hintere Oberfläche exponiert und für 4,5 Minuten gekühlt. Die Zelle wurde dann mit 5 Blitzen jeweils auf die hintere Oberfläche und die vordere Oberfläche exponiert, und die Dichtung wurde entfernt, um die Kanten der Linse freizulegen. Ein Streifen von Polyethylenfilm, imprägniert mit Photoinitiator (Irgacure 184) wurde dann um die Kante der Linse gewickelt, und die Zelle wurde mit weiteren 5 Blitzen auf die vordere Oberfläche und 15 Blitzen auf die hintere Oberfläche exponiert. Die hintere Oberfläche der Zelle wurde dann auf die Einrichtung zum Nachhärten in der Form durch leitende Wärme (d. h. "Bohnensäcke", gefüllt mit Glasperlen, aufsitzend auf einer Heizplatte von annähernd 171°C (340°F), wie zuvor beschrieben (siehe das obige Beispiel mit leitendem Erhitzen) für eine Zeitperiode von 13 Minuten angeordnet, danach wurden die Glasformen von der fertigen Linse entfernt. Die fertige Linse zeigte eine Fokussierstärke für die Ferne von –6,16 Dioptrien und eine +2,55 bifokale Zusatzstärke, hatte ausgezeichnete optische Eigenschaften, war frei von Aberration, hatte einen Durchmesser von 74 mm und eine Mitte mit einer Dicke von 1,7 mm. Während der Kühlstufen wurde ein kleiner Oberflächensondenthermistor gegen die Außenseite der Dichtungswand zur Überwachung der Reaktion gesetzt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle auf der folgenden Seite ersichtlich.
VERBESSERTE VORRICHTUNG ZUM AUSHÄRTEN VON LINSEN MIT AKTIVIERENDEM LICHT
30 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung 400 zum Aushärten von Linsen mit aktivierendem Licht. Die Vorrichtung schließt bevorzugt einen ersten Lichtgenerator 402 und einen zweiten Lichtgenerator 404 zum Erzeugen und Richten von aktivierendem Licht auf die Linsenzelle 52 ein. Der erste Lichtgenerator 402 ist bevorzugt so ausgelegt, daß er aktivierendes Licht auf ein erstes Formteil der Linsenzelle richtet, und der zweite Lichtgenerator 404 ist vorzugsweise so ausgelegt, daß er aktivierendes Licht auf ein zweites Formteil der Linsenzelle richtet. Die Lichtgeneratoren 402 und 404 können Mitteldruck-Quecksilberlampen für das kontinuierliche Richten von aktivierendem Licht auf die Linsenzelle sein, oder es können Stroboskop-Lichtquellen sein, um Pulse von aktivierendem Licht auf die Linsenzelle zu liefern. Bei einer Ausführungsform ist die Stroboskop-Lichtquelle eine Xenonquelle, die ein aus Quarz hergestelltes Blitzrohr hat. Bei einer anderen Ausführungsform ist die Stroboskop-Lichtquelle eine Xenonquelle, die ein beispielsweise aus Borsilikat hergestelltes Blitzrohr hat.
Die Vorrichtung kann das Verschlußsystem 950 (gezeigt in 7) und programmierbare logische Steuereinrichtung 952 einschließen. Das Verschlußsystem ist bevorzugt betreibbar, um wenigstens einen Teil des auf wenigstens eines der Formteile gerichteten aktivierenden Lichtes zu blockieren. Die programmierbare logische Steuereinrichtung 952 ist bevorzugt mit dem Verschluß gekuppelt und zur Aktivierung des Verschlußssystems ausgelegt. Die Verschlüsse sind bevorzugt ausgelegt, um sich zu erstrecken, damit die Passage von aktivierendem Licht zu der Linsenzelle blockiert wird, und bevorzugt sind sie ausgelegt, sich zurückzuziehen, um Passage des aktivierenden Lichtes zu der Linsenzelle zu erlauben.
Die Vorrichtung 400 schließt bevorzugt einen Luftverteiler 406 ein, der die Bestrahlungskammer 407 im wesentlichen umgeben kann. Luftverteilungsvorrichtung 94 ist bevorzugt auf der Oberfläche des Luftverteilers angeordnet, um Luft zu der Nicht-Gießfläche von wenigstens einem der Formteile zu richten. Die Bestrahlungskammer kommuniziert bevorzugt mit einem Luftraum 412, welcher "austretende Luft" von der Bestrah lungskammer weg richtet. Wie hierin beschrieben, soll "austretende Luft" Luft bedeuten, welche wenigstens eines der Formteile zur Entfernung von Wärme von dem linsenbildenden Material, das innerhalb des Formhohlraumes enthalten ist, kontaktiert hat. Die Linsenzelle ist bevorzugt in einem Linsenhalter der Linsenschublade 410 befestigt, bevor sie in die Bestrahlungskammer eingeführt wird. Die Linsenschublade kann in die Bestrahlungkammer hineingeschoben und hieraus entfernt werden, und sie ist bevorzugt so ausgelegt, daß sie eine im wesentlichen luftdichte Abdichtung mit dem Luftverteiler bildet, wenn sie in die Bestrahlungskammer eingesetzt ist.
Die Vorrichtung 400 schließt bevorzugt eine erste Kühlanordnung 414 und eine zweite Kühlanordnung 416 zum Reduzieren der Temperatur der Luft (und bevorzugt Kühlen der Luft bis auf eine Temperatur unterhalb Umgebungstemperatur) ein, bevor diese aus der Luftverteilungsvorrichtung 94 zu der Linsenzelle durchtritt. 32 zeigt eine Querschnittsansicht der Bestrahlungskammer und der Kühlanordnungen. Die Bestrahlungskammer 408 ist bevorzugt mit im wesentlichen luftdichten Dichtungen eingefaßt, um zu verhindern oder zu vermeiden, daß Kühlluft aus der Kammer entweicht. Bei einer Ausführungsform können Teile 420 und 422 auf den Luftverteilungseinrichtungen positioniert sein, um eine praktisch luftdichte Abdichtung zu bilden. Das Teil 420 ist bevorzugt zwischen dem Lichtgenerator 402 und dem ersten Formteil angeordnet, und das Teil 422 ist bevorzugt zwischen dem Lichtgenerator 404 und dem zweiten Formteil angeordnet. Teile 420 und 422 können Platten sein, und sie sind bevorzugt im wesentlichen transparent für das aktivierende Licht, das von den Lichtgeneratoren 402 bzw. 404 geliefert wird. Bei einer Ausführungsform sind die Teile 402 und 404 praktisch klares Borsilikatglas. Bei einer anderen Ausführungsform sind die Teile 402 und 404 Lichtdiffusoren zum Zerstreuen des aktivierenden Lichtes, das zu der Linsenzelle gerichtet ist. Die Lichtdiffusoren sind bevorzugt aus Borsilikatglas hergestellt und sind sandgestrahlt, um das Glas zu "mattieren". Bei einer anderen Ausführungsform können die Teile 402 und 404 aus Quarzglas hergestellt sein.
Bei einer Ausführungsform sind die Kühlanordnungen 414 und 416 thermoelektrische Kühlsysteme. Die Kühlanordnung 414 kann benutzt werden, um zu dem ersten Formteil gerichtete Luft zu kühlen, und die Kühlanordnung 416 kann verwendet werden, um zu dem zweiten Formteil gerichtete Luft zu kühlen. Die Kühlanordnungen sind bevorzugt so ausgelegt, daß sie Luft auf eine Temperatur zwischen etwa 0°C und etwa 20°C kühlen.
Die Kühlanordnung 414 schließt bevorzugt einen thermoelektrischen Modul 422 ein, um ein Temperaturdifferential zu erzeugen, damit die Luft auf unter Umgebungstemperatur abgekühlt werden kann. Ein beispielhafter thermoelektrischer Modul ist in 33 gezeigt. Der thermoelektrische Modul ist bevorzugt mit einer Gleichstromquelle 440 verbunden. Der thermoelektrische Modul ist bevorzugt ein Halbleiterwafer und bevorzugt schließt er eine Vielzahl von Halbleiter-p-n-Paaren ein, die zwischen einem Paar von keramischen Platten 448 und 450, welche die Metallisierung 446 enthalten, angeordnet ist. Die pn-Paare werden bevorzugt thermisch parallel und elektrisch in Reihen miteinander verbunden. Der thermoelektrische Modul kann ein Einstufen- oder Kaskadenmodul sein. Wenn der thermoelektrische Modul mit der Gleichstromquelle verbunden wird, tritt eine Erscheinung auf (d. h. der "Peltiereffekt"), wodurch Wärme auf der kalten Seite 448 absorbiert wird und Wärme von der heißen Seite 450 abgegeben wird. Es ist selbstverständlich, daß der Stromfluß umgedreht werden kann, damit die Seite 448 Wärme abgibt, während die Seite 450 Wärme absorbiert.
Die Veröffentlichung mit dem Titel "An Introduction to Thermoelectrics", erhältlich von Tellurex Corp., Traverse City, Michigan, diskutiert solche thermoelektrische Module und wird vollständig hierin aufgenommen. Eine Druckschrift mit dem Titel "A Thermoelectric Bible on How to Keep Cool", erhältlich von Supercool Corp., Minneapolis, Minnesota, be schreibt ebenfalls einen thermoelektrischen Modul und wird hiermit vollständig hier aufgenommen.
In 31 ist die Seite des thermoelektrischen Moduls, welche nach oben gerichtet ist, die heiße Seite. Die Kühlanordnung 414 schließt bevorzugt eine Wärmesenke 428 ein, die mit der heißen Seite gekuppelt ist, um die Abgabe von Wärme aus dem thermoelektrischen Modul zu erleichtern. Die Wärmesenke kann direkt mit der heißen Seite gekuppelt sein, oder die Wärmesenke kann indirekt mit der heißen Seite über ein Teil gekuppelt sein, das eine relativ hohe Wärmeleitfähigkeit besitzt. In 31 ist die Wärmesenke indirekt mit der heißen Seite durch den leitenden Block 424 gekoppelt. Isolierung 426 umgibt bevorzugt praktisch den thermoelektrischen Modul und den leitenden Block. Bei einer Ausführungsform wird ein Gebläse 434 verwendet, um Luft über die Wärmesenke 428 zu richten, um die Rate der Wärmeabgabe aus dem thermoelektrischen Modul zu erhöhen. Die Wärmesenke schließt bevorzugt eine Vielzahl von Rippen ein, welche als Wärmeübergangsoberfläche dienen.
Die kalte Seite des thermoelektrischen Moduls ist bevorzugt mit einer kalten Seite der Wärmesenke 430 gekuppelt, um zur Absorption von Wärme zum Kühlen der zu der Linsenzelle gerichteten Luft zu dienen. Die kalte Seite der Wärmesenke kann innerhalb der Luftleitung 453 angeordnet sein, und sie enthält bevorzugt eine Vielzahl von Rippen, durch welche die Luft zu ihrer Abkühlung durchgeführt wird.
Die Kühlanordnung 416 schließt bevorzugt einen zweiten thermoelektrischen Modul 423, einen zweiten leitenden Block 425, eine zweite heiße Seite der Wärmesenke 429 und ein zweites Gebläse 435 ein, wovon jeder in der Weise arbeitet, wie sie oben für die in der Kühlanordnung 414 enthaltenen Elemente beschrieben ist. Bei einer anderen Ausführungsform können die Kühlanordnungen 414 und 416 unabhängig voneinander betrieben werden, damit zu dem ersten Formteil geführte Luft eine unterschiedliche Temperatur von der zu dem zweiten Formteil gerichteten Luft haben kann.
Ein erstes Gebläse 432 ist bevorzugt so ausgelegt, daß es Luft durch die Luftleitung 453, welche mit der Luftverteilereinrichtung 94a in Verbindung steht, richtet. Das zweite Gebläse 433 ist bevorzugt so ausgelegt, daß es Luft durch die Luftleitung 454 richtet, welche mit einer Luftverteilereinrichtung 94b kommuniziert. Wie hier beschrieben, wird "Gebläse" dazu genommen, um eine beliebige Einrichtung zu bezeichnen, welche zum Treiben eines Fluides wie Luft durch eine Leitung fähig ist. Das erste Gebläse treibt bevorzugt Luft, welche quer über die Nicht-Gießfläche des ersten Formteiles verteilt wird. Das zweite Gebläse treibt bevorzugt Luft, welche über der Nicht-Gießfläche des zweiten Formteiles verteilt wird. Austretende Luft, welche die Nicht-Gießfläche von wenigstens einem der Formteile kontaktiert hat, wird bevorzugt durch das Luftgehäuse 412 und zu Gebläsen 432 und 433 zum Rückführen zu Luftverteilungseinrichtungen 94a und 94b geführt. Jeder der thermoelektrischen Module ist bevorzugt so ausgelegt, daß er etwa 1–30 cubic feet pro Minute von erwärmter austretender Luft auf eine Temperatur von etwa 0–20°C kühlt.
Bei einer anderen Ausführungsform können die Kühlanordnungen benutzt werden, um die Temperatur der rückgeführten Luft auf Umgebungstemperatur oder auf eine Temperatur oberhalb Umgebungstemperatur zu reduzieren. Die Kühlanordnungen können aktiviert werden, wenn Kühlluft einen vorbestimmten Temperaturwert oberhalb Umgebungstemperatur überschreitet.
Es wurde gefunden, daß das thermoelektrische Kühlsystem ruhiger, effizienter und verläßlicher als einige konventionelle Kühlsysteme arbeitet. Die Rückführung der austretenden Luft durch den geschlossenen Kühlkreislauf hat die Neigung, die Wärmeanforderung an das Kühlsystem zu reduzieren, da die austretende Luft im Luftgehäuse 412 bevorzugt eine Temperatur geringer als Umgebungstemperatur hat.
Bei einer Ausführungsform ist ein Steuerpult 418 betriebsfähig, um manuell oder automatisch den Betrieb der Vorrichtung 400 zu steuern. Das Steuerpult kann eine elektronische Steuereinrichtung zur automatischen Steuerung von Systemvariablen und eine Digitalanzeige 415, welche die Temperatur der Kühlluft bei verschiedenen Stellen in den Luftleitungen, der Bestrahlungskammer und dem Luftgehäuse anzeigt, einschließen. Das Steuerpult ist bevorzugt ausgelegt, um elektronische Signale von Temperaturfühlern 460, 462 und 464 zu empfangen. Hohlräume können ebenfalls in den leitenden Blöcken 424 und 425 gebildet werden, um die hierin angeordneten Temperaturfühler zu halten. Die Gebläse 432 und 433 können aktiviert oder deaktiviert werden, und die Kühlanordnungen können durch Schalter auf dem Steuerpult oder durch eine programmierbare logische Steuereinrichtung eingeschaltet oder ausgeschaltet werden. Die Strömungsrate von Luft, welche über die Formteile geführt wird, kann mittels des Steuerpultes eingestellt werden, oder die Strömungsrate kann auf einem konstanten Wert während des Betriebes der Gebläse 432 und 433 gehalten werden.
Eine programmierbare logische Steuereinrichtung 417 kann innerhalb des Steuerpultes untergebracht sein. Die Kontrolleinrichtung 417 ist bevorzugt so ausgelegt, daß sie unabhängig den Betrieb der Lichtgeneratoren 402 und 404 derart steuert, daß aktivierendes Licht in einer Vielzahl von Pulsen auf wenigstens eines der Formteile gerichtet wird. Die Steuereinrichtung 417 ist bevorzugt derart programmierbar, daß eine vorbestimmte Zeit zwischen jedem der Pulse verstreicht, um den Aushärtzyklus zu optimieren. Die Steuereinrichtung 417 kann so ausgelegt sein, daß sie die Stroboskop-Lichtblitze zu vorbestimmten Zeiten während des Aushärtzyklus abgibt, wodurch die Polymerisationsgeschwindigkeit und die Erzeugung von exothermer Wärme der linsenbildenden Zusammensetzung gesteuert wird. Eine programmierbare logische Steuereinrichtung, welche sich als adäquat arbeitend herausgestellt hat, ist der Little Star Microcontroller, kombiniert mit einem Relay Six Relaisbord, beide kommerziell erhältlich von Z-World Engineering, Davis, Kalifornien. Die Folge der Abgabe von Blitzen aus dem Stroboskop kann in der Programmiersprache Dynamic C abgefaßt sein. Die photographischen Stroboskope Ultra 1800 White Lightning, kommerziell erhältlich von Paul C. Buff, Incorporated, Nashville, Tennessee, haben sich als passend leistungsfähig herausgestellt.
Es ist darauf hinzuweisen, daß Ausführungsformen der Vorrichtung 400 mit den Verfahren und der Vorrichtung von bevorzugten Ausführungsformen, die zuvor in vorangegangenen Abschnitten beschrieben wurden, kombiniert werden können.
BEISPIEL VON VERBESSERTER LINSENAUSHÄRTVORRICHTUNG
Eine abgeflachte bifokale Glasform 28 mit 80 mm Durchmesser mit einem Abstandsradius der Krümmung von –5,98 Dioptrien und einer zusätzlichen bifokalen Stärke von +2,50 Dioptrien wurde mit einer Mischung von Isopropylalkohol und destilliertem Wasser in gleichen Teilen besprüht und mit einem Tuch aus holzfreiem Papier trocken gewischt. Die Form wurde in eine Silikongummidichtung in Kombination mit einer gereinigten konvexen Form, welche einen Radius der Krümmung von +4,11 Dioptrien hatte, eingebaut. Eine hervorstehende Lippe, welche auf dem inneren Umfang der Gummidichtung vorgesehen war, lieferte einen Abstand von 4,2 mm zwischen den beiden Formen im Mittelpunkt.
Die Anordnung Form/Dichtung wurde auf einer Füllstufe angeordnet, und die Kante der Dichtung wurde zurückgebogen, damit der Hohlraum mit 14,4 Gramm linsenbildender Zusammensetzung, kommerziell erhältlich von FastCast Corporation, Louisville, Kentucky, gefüllt werden konnte. Die Kante der Dichtung wurde in ihre abdichtende Anordnung mit den Kanten der Formen zurückgebracht, und überschüssige linsenbildende Zusammensetzung wurde von der Nicht-Gießoberfläche der hinteren Form mit einer Saugeinrichtung abgesaugt. Die gefüllte Anordnung Form/Dichtung wurde von der Füllstufe zu einer Stufe überführt, die in einer Linsenschublade einer Stroboskop-Aushärtkammer eingebaut war. Die Anordnung wurde auf beiden Seiten gemäß dem in 34 gezeigten Expositionszyklus bestrahlt, dieser wurde durch eine programmierbare logische Steuereinrichtung gesteuert. Die Einstellung der Leistungen der Stroboskope wurde auf maximale Leistung eingeregelt.
Während der Bestrahlung war die Linsenzelle kontinuierlich Strömungen von rückgeführter Luft, gerichtet durch das Gebläse und gekühlt durch den in 31 und 32 gezeigten thermoelektrischen Kühlmodul, ausgesetzt. Zu Beginn des Zyklus betrug die Lufttemperatur 20°C (68°F) und am Ende des Zyklus wurde sie zu 23°C (73°F) gemessen. Die Lufttemperatur variierte während des Restes des Zyklus bis zu einer so hohen Temperatur wie 32°C (90°F), hauptsächlich als ein Ergebnis der zu dem System sowohl von den Stroboskop-Blitzlampen zugeführten Wärme als auch der durch die linsenbildende Zusammensetzung erzeugten exothermen Wärme. Es wird angenommen, daß die Betriebstemperaturen der Luft sehr wohl unter Umgebungstemperatur reduziert werden könnten, und daß der Aushärtzyklus durch Verwendung von thermoelektrischen Kühlern mit größerer Kapazität als denjenigen, die in diesem Versuch verwendet wurden, abgekürzt werden könnte.
Die Gießzelle wurde in der Kammer umgedreht, so daß ihre konvexe Oberfläche nach oben gerichtet war und sie wurde mit 13 Blitzen auf die konvexe Oberfläche und 10 Blitzen auf die konkave Oberfläche dosiert. Die Gießzelle wurde aus der Stroboskopkammer entfernt, die Dichtung wurde von der Anordnung abgestreift, und rückständiges nicht-ausgehärtetes Material wurde von der freiliegenden Kante der Linse abgewischt. Die Zelle wurde in die Kammer wieder eingesetzt mit ihrer konkaven Seite nach oben gerichtet und sie wurde mit zusätzlichen 13 Blitzen auf die konkave Oberfläche und 10 Blitzen auf die konvexe Oberfläche dosiert.
Die Nicht-Gießoberfläche von sowohl der vorderen als auch der hinteren Form waren in Kontakt mit Wärmeübertragungspolster, kommerziell erhältlich von FastCast Corporation, Louisville, Kentucky, bei Temperaturen von annähernd 65,6 bis 93,8°C (150 bis 200°F), gemessen an der Oberseite des Polsters für 10 Minuten, angeordnet. Die Anordnung wurde von dem Wärmeübertragungspolster entfernt, und die hintere Form wurde durch einen schwachen Schlag von einem Keil mit geeigneter Größe entfernt. Die Linse mit hieran befestigter vorderer Form wurde in einem Wasserbehälter bei Zimmertemperatur angeordnet und die Linse wurde von der vorderen Form entfernt. Die jetzt fertiggestellte Linse wurde mit einer Mischung von Isopropylalkohol und Wasser in gleichen Teilen besprüht und trocken gewischt. Die fertige Linse hatte eine Dicke von 4,00 mm im Zentrum und hatte einen Durchmesser von 74 mm. Die Linse zeigte eine Fokussierstärke von +1,98–0,02 D mit einer bifokalen Zusatzstärke von +2,54 D, lieferte gute optische Qualität und war nicht gelb.
VERBESSERTES LINSENAUSHÄRTVERFAHREN
Beim Gießen einer Augenglaslinse mit aktivierendem Licht kann das Geliermuster der linsenbildenden Zusammensetzung die resultierende optische Qualität der Linse beeinflussen. Falls es lokale Diskontinuietäten der Lichtintensitäten, welche von dem in den Gießhohlraum enthaltenen Monomeren empfangen werden, während der frühen Stufen des Polymerisationsverfahrens gibt, können optische Verzerrungen in dem fertigen Produkt gesehen werden. Linsen mit höherer Stärke sind definitionsgemäß in bestimmten Bereichen dicker als Linsen desselben Durchmessers mit relativ niedrigerer Stärke. Die Schichten einer Linse am nächsten zu den Formflächen des Gießhohlraumes haben die Neigung, eine höhere Lichtintensität als die tieferen Schichten zu empfangen, weil die linsenbildende Zusammensetzung einiges des einfallenden Lichtes absorbiert. Dies bewirkt, daß der Beginn der Polymerisation in den tieferen Schichten relativ zu den äußeren Schichten verzögert wird, was optische Verzerrungen in dem fertigen Produkt hervorrufen kann. Es wird angenommen, daß gleichzeitig mit dieser unterschiedlichen Aushärtgeschwindigkeit ein Unterschied in der Rate der Erzeugung von exothermer Wärme gegeben ist, spezifisch, die tieferen Schichten beginnen Wärme zu erzeugen, nachdem die äußeren Schichten in dem Hohlraum bereits ausgehärtet sind, und die Effektivität der Wärmeentfernung kann verschlechtert werden, was zu optischen Wellen und Verzerrungen in dem fertigen Produkt beiträgt. Diese Erscheinung ist besonders bei positiven Linsen mit hoher Stärke als Folge der Vergrößerung solcher Defekte beobachtbar.
Bei einer Ausführungsform wird die innerhalb des Gießhohlraumes enthaltende linsenbildende Zusammensetzung aktivierendem Licht mit relativ hoher Intensität für eine ausreichende Zeitspanne zum Initiieren der Reaktion ausgesetzt. Bestrahlung wird beendet, bevor die Polymerisation der linsenbildenden Zusammensetzung weit genug fortschreitet, um eine wesentliche Wärmemenge freizusetzen. Diese anfängliche relativ hohe Intensitätsdosis geliert bevorzugt im wesentlichen gleichförmig das Material innerhalb des Gießhohlraumes, so daß die Differenz in der Geschwindigkeit der Reaktion zwischen den inneren und äußeren Schichten der im Aushärten befindlichen Linse reduziert wird, wodurch die Wellen und Verzerrungen vermieden werden, welche oft angetroffen werden, wenn kontinuierliche Strahlung mit niedriger Intensität zur Initialisierung der Reaktion verwendet wird, insbesondere bei positiven Linsen mit hoher Dioptriestärke.
Bei einer Ausführungsform wird die relativ hohe Intensitätsdosis von aktivierendem Licht zu der linsenbildenden Zusammensetzung in Form von Pulsen zugeführt. Die Pulse haben bevorzugt eine Dauer von weniger als etwa 10 Sekunden, bevorzugt weniger als etwa 5 Sekunden und mehr bevorzugt weniger als etwa 3 Sekunden. Die Pulse haben bevorzugt eine Intensität von wenigstens etwa 10 Milliwatt/cm², mehr bevorzugt we nigstens etwa 100 Milliwatt/cm² und noch mehr bevorzugt zwischen etwa 150 Milliwatt/cm² und etwa 250 Milliwatt/cm². Es ist bevorzugt, daß im wesentlichen die Gesamtmenge der linsenbildenden Zusammensetzung sich in ein Gel nach der anfänglichen Zufuhr von aktivierendem Licht mit relativ hoher Intensität umwandelt. Bei einer Ausführungsform wird nicht mehr als eine unwesentliche Wärmemenge durch exotherme Reaktion der linsenbildenden Zusammensetzung während der anfänglichen Zufuhr von aktivierendem Licht mit relativ hoher Intensität erzeugt.
Nachfolgend zu dieser anfänglichen Dosis mit hoher Intensität wird eine zweite Bestrahlungsstufe durchgeführt, in welcher das innerhalb der Gießzelle enthaltene Material bevorzugt für eine relativ längere Zeit bei einer relativ niedrigeren Intensität bestrahlt wird, während Kühlfluid auf die Nicht-Gießoberfläche von wenigstens einem der den Hohlraum bildenden Formen gerichtet wird. Das Kühlfluid entfernt bevorzugt die durch die Polymerisation der linsenbildenden Zusammensetzung erzeugte exotherme Wärme. Falls die Intensität des aktivierenden Lichtes während dieser zweiten Bestrahlungsstufe zu groß ist, hat die Geschwindigkeit der Wärmeerzeugung die Neigung, zu rasch zu sein und die Linse kann sich vorzeitig von der Gießfläche der Form lösen und/oder reißen. In gleicher Weise gilt, daß, falls die Geschwindigkeit der Wärmeentfernung aus der linsenbildenden Zusammensetzung zu langsam ist, die Linse vorzeitig sich lösen und/oder reißen kann. Es wird bevorzugt, daß die die linsenbildende Zusammensetzung enthaltende Anordnung von Form/Dichtung innerhalb der kühlenden Umgebung möglichst kurz nach der Anfangsdosis von aktivierendem Licht angeordnet wird.
Bei einer Ausführungsform ist das zu der linsenbildenden Zusammensetzung während der zweiten Bestrahlungsstufe zugeführte aktivierende Licht geringer als etwa 350 Mikrowatt/cm², mehr bevorzugt geringer als etwa 150 Mikrowatt/cm² und noch mehr bevorzugt zwischen etwa 90 Mikrowatt/cm² und etwa 100 Mikrowatt/cm². Während der zweiten Bestrahlungsstufe kann das aktivierende Licht zu der linsenbildenden Zusammensetzung kontinuierlich bevorzugt oder in Pulsen zugeführt werden. Eine durchscheinende Platte aus Polyethylen hoher Dichte kann zwischen dem Generator für aktivierendes Licht und wenigstens einem der Formteile angeordnet werden, um die Intensität des aktivierenden Lichtes zu reduzieren, damit es in einem bevorzugten Bereich liegt.
Bei einer Ausführungsform wird aktivierendes Licht mit relativ hoher Intensität zu der die Linse aushärtenden Zusammensetzung in einer dritten Bestrahlungsstufe zum Nachhärten der Linse im Anschluß an die zweite Bestrahlungsstufe mit relativ niedriger Intensität zugeführt. In der dritten Bestrahlungsstufe werden Pulse von aktivierendem Licht bevorzugt zu der linsenbildenden Zusammensetzung zugeführt, obwohl die Zusammensetzung stattdessen auch kontinuierlich bestrahlt werden kann. Die Pulse haben bevorzugt eine Intensität von wenigstens etwa 10 Milliwatt/cm², mehr bevorzugt wenigstens etwa 100 Milliwatt/cm² und noch mehr bevorzugt zwischen etwa 100 Milliwatt/cm² und etwa 150 Milliwatt/cm².
Jede der oben genannten Bestrahlungsstufen wird bevorzugt durchgeführt, indem das aktivierende Licht durch jedes des ersten und zweiten Formteiles durchgeschickt wird. Die Augenglaslinse wird bevorzugt in einer Gesamtzeit von weniger als 30 Minuten ausgehärtet, und sie ist bevorzugt frei von Rissen, Streifen, Verzerrungen, Trübungen und Vergilbung.
Es wird angenommen, daß die oben beschriebenen Verfahren die Herstellung von ganzen Linsen in vorgeschriebenen Bereichen jenseits derjenigen, welche derzeit mit kontinuierlicher Bestrahlung mit niedriger Intensität erreichbar sind. Das Verfahren kann bei dem Aushärten von Linsen mit relativ hoher oder niedriger Stärke bei reduziertem Auftreten von optischen Verzerrungen in der fertigen Linse im Vergleich zu konventionellen Methoden praktiziert werden. Es ist darauf hinzuweisen, daß die oben beschriebenen Verfahren unabhängig vonein ander angewandt oder mit den Verfahren und der Vorrichtung der oben in verschiedenen Abschnitten beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen kombiniert werden können.
BEISPIEL VON VERBESSERTEM AUSHÄRTVERFAHREN
Eine Glasform von 80 mm Durchmesser mit progressiver Addition mit einem nominalen Abstandsradius der Krümmung von 6,00 Dioptrien und einer bifokalen Zusatzstärke von +2,50 Dioptrien wurde mit einer Mischung von Isopropylalkohol und destilliertem Wasser in gleichen Teilen besprüht und mit einem Tuch aus holzfreiem Papier abgewischt. Die progressive Form war linsenförmig, um eine optische Zone von 68 mm Durchmesser längs dem 180° Meridian und von 65 mm Durchmesser längs des 90° Meridians zu liefern. Die Nicht-Gießfläche der Form wurde auf einem Saugnapf montiert, dieser wurde an einer Spindel befestigt. Die Spindel wurde auf einer Rotationsvorrichtung, die in der Einheit FastCast UX-462 F1ashCure Unit, kommerziell erhältlich von FastCast Corporation, Louisville, Kentucky, vorleg, angeordnet. Ein Fleck von 25,4 mm (1 Zoll) Durchmesser von flüssigem Primer wurde in das Zentrum der horizontal angeordneten Glasform aus einer Quetschflasche aus Weichpolyethylen, die mit einer Düse mit einem Öffnungsdurchmesser von annähernd 1,02 mm (0,040 Zoll) versehen war, abgegeben. Die Zusammensetzung des Primers wird im Detail im folgenden diskutiert (siehe das Beispiel für das Herstellungsverfahren einer kratzfesten Linse).
Der Rotationsmotor wurde eingeschaltet, um die Form mit einer Geschwindigkeit von etwa 850 bis 900 Umdrehungen pro Minute rotieren zu lassen, dies bewirkte, daß sich das flüssige Material über die Fläche der Form ausbreitete. Unmittelbar danach wurde eine stetige Strömung von zusätzlichen 1,5 bis 2,0 Gramm von Primermaterial auf die Gießfläche der sich drehenden Form abgegeben, wobei die Düsenspitze in einem Winkel von 45 Grad annähernd 12 mm von der Formoberfläche positioniert war, so daß die Strömung mit der Richtung der Rota tion der Form floß. Die Strömung von Primermaterial wurde zuerst auf das Zentrum der Formfläche gerichtet und dann längs des Radius der Formfläche in einer Richtung vom Zentrum zu der Kante der Formfläche abgegeben. Das in dem Primer vorhandene Lösungsmittel wurde dann für 8 bis 10 Sekunden abdampfen gelassen, während die Form rotierte. Die Rotation wurde gestoppt, und die auf der Form vorhandene Primerbeschichtung wurde durch zwei Expositionen gegenüber aktivierendem Licht, abgegeben aus der Mitteldruck-Quecksilberdampflampe, welche in der Einheit UX-462 FlashCure enthalten war, ausgehärtet, bei annähernd einer Gesamtleistung von 300 mJ/cm².
Der Rotationsmotor wurde erneut eingeschaltet und annähernd 1,5 bis 2,0 Gramm einer Hartbeschichtung HC3-H (siehe Beschreibung unten), kommerziell erhältlich von FastCast Corporation, Louisville, Kentucky, wurde auf die sich drehende Form in einer ähnlichen Weise wie die Primerbeschichtung abgegeben. Das in der HC8-H vorhandene Lösungsmittel wurde für 25 Sekunden verdampfen gelassen, während die Form rotierte. Die Rotation wurde gestoppt, und die HC3-H-Beschichtung wurde in derselben Weise wie die Primerbeschichtung gehärtet.
Die Form wurde aus der Einheit FlashCure entnommen und in eine Silikongummidichtung in Kombination mit einer gereinigten konvexen Form, welche einen Radius der Krümmung von +2,00 Dioptrien hatte, eingebaut. Die hervorstehende Lippe, welche am inneren Umfang der Gummidichtung vorhanden war, lieferte einen Abstand von 6,3 mm zwischen den zwei Formen beim Zentralpunkt. Die Anordnung Form/Dichtung wurde in eine Füllstation eingesetzt, und die Kante der Dichtung wurde zurückgedreht, um das Füllen des Hohlraumes mit linsenbildender Zusammensetzung OMB-91, erhältlich von FastCast Corporation, Louisville, Kentucky, zu ermöglichen. Die Kante der Dichtung wurde in ihre Abdichtstellung mit den Kanten der Formen zurückgebracht, und überschüssige linsenbildende Zusammensetzung wurde von der Nicht-Gießfläche der hinteren Form mit einer Saugeinrichtung abgesaugt. Die gefüllte Anordnung Form/ Dichtung wurde auf einem Gestell in der Einheit UX-462 FlashCure angeordnet und vier Expositionen des aktivierenden Lichtes, ausgesandt von der 6 Zoll Mitteldruck-Quecksilberdampflampe, unterworfen, was einen Gesamtwert von annähernd 600 mJ/cm² ergab.
Unmittelbar folgend auf diese Anfangsdosis von aktivierendem Licht hoher Intensität wurde die Anordnung zu der Aushärtkammer FC-132 überführt, wo die Gießzelle kontinuierlich Strömungen von Luft mit einer Temperatur von 5,6°C (42°F) ausgesetzt wurde, während sie mit aktivierendem Licht mit sehr niedriger Intensität für 8 Minuten bestrahlt wurde. Die Lichtintensität betrug annähernd 90 Milliwatt/cm² von oben plus annähernd 95 Milliwatt/cm² von unten entsprechend dem vom Hersteller angegebenen Lichtverteilungsmuster für Plus-Linse. Die Lampenanordnungen sind typischerweise so ausgelegt, daß sie aktivierendes Licht mit einer Intensität von etwa 300 Milliwatt/cm² für den standardmäßigen Aushärtzyklus von 15 Minuten liefern. Die Reduzierung der Intensität des aktivierenden Lichtes wurde durch Einsatz einer durchscheinenden Platte aus Polyethylen hoher Dichte in den Schlitz für die Lichtverteilerfilterplatte zusammen mit der Lichtverteilungsplatte für die Plus-Linse erreicht. Eine durchscheinende Platte aus Polyethylen hoher Dichte wurde zwischen dem vorderen Formteil und einer Lichtverteilerplatte und zwischen dem hinteren Formteil und der anderen Lichtverteilerplatte positioniert.
Die Anordnung wurde anschließend in die Einheit UX-462 FlashCure zurückgesetzt, und die Nicht-Gießfläche der hinteren Form wurde vier Dosen von aktivierendem Licht mit hoher Intensität mit Gesamtbetrag annähernd 1150 mJ/cm² ausgesetzt. Die Dichtung wurde von der Anordnung abgestreift und rückständiges nicht-ausgehärtetes Material wurde von der freigelegten Kante der Linse gewischt. Ein Sauerstoffbarrierestreifen (Polyethylen) wurde um die Kante der Linse gewickelt, und die Form wurde zwei weiteren Dosen von aktivierendem Licht hoher Intensität im Gesamtbetrag von 575 mJ/cm² auf die Nicht-Gießfläche der vorderen Form ausgesetzt, gefolgt von 8 weiteren Blitzen auf die Nicht-Gießfläche der hinteren Form im Gesamtbetrag von 2300 mJ/cm².
Die Nicht-Gießfläche der hinteren Form wurde in Kontakt mit einem Wärmeübertragungspolster, kommerziell erhältlich von FastCast Corporation, Louisville, Kentucky, bei einer Temperatur von annähernd 65,6 bis 93,3°C (150 bis 200°F) für 13 Minuten angeordnet. Die Anordnung wurde von dem Wärmeübertragungspolster entfernt, und die hintere Form wurde mit einem leichten Schlag von einem Keil geeigneter Größe entfernt. Die Form mit der hieran befestigten Linse wurde in einen Behälter mit Wasser von Zimmertemperatur angeordnet, und die Linse wurde von der vorderen Form getrennt. Die jetzt fertiggestellte Linse wurde mit einer Mischung von Isopropylalkohol und Wasser in gleichen Teilen besprüht und trocken gewischt. Die Linse hatte +3,98 D mit einer Zusatzstärke von +2,50, war klar, nicht gelb und zeigte gute optische Eigenschaften.
HERSTELLUNGSVERFAHREN FÜR LINSE MIT VERBESSERTER KRATZFESTIGKEIT
Das "In-Form"-Verfahren umfaßt die Bildung einer kratzfesten Beschichtung über einer Augenglaslinse durch Eingabe einer flüssigen Beschichtung in eine Form und anschließendes Aushärten hiervon. Das In-Form-Verfahren ist vorteilhaft gegenüber "Außer-Form"-Verfahren, da das In-Form-Verfahren weniger Vorkommen von Beschichtungsdefekten zeigt, welche sich als Unregelmäßigkeiten auf der vorderen Oberfläche der Beschichtung manifestieren. Unter Anwendung des In-Form-Verfahrens wird eine kratzfeste Beschichtung gebildet, welche die Topographie und die Glätte der Formgießfläche wiedergibt. Jedoch ist ein Problem, daß bei Anwendung von konventionellen kratzfesten In-Form-Beschichtungen auftritt, daß kleine "Löcher" sich oftmals in der Beschichtung bilden. Es wird angenommen, daß die feinen Löcher entweder durch Verunreinigun gen auf der Form, Teilchen aus der Luft, welche auf die Beschichtung vor ihrer Aushärtung fallen, oder während des Auftrages der Beschichtung gebildete Bläschen, welche anschließend aufbrechen, hervorgerufen werden. Die Bildung solcher feinen Löcher ist besonders ausgeprägt, wenn eine abgeflachte bifokale Form verwendet wird, wie sie in 35 dargestellt ist. Wie gezeigt, reduziert die Teillinie 454 eines bifokalen Segmentes 452 unterhalb der Hauptfläche 456 der Form die Glätte der Gießfläche. Wenn eine Beschichtung über die Gießfläche durch Rotation aufgeschichtet wird, wird diese Vertiefung ein Hindernis für den gleichmäßigen Fluß auf der Gießfläche. Die Defekte durch feine Löcher sind hauptsächlich ein Problem bei gefärbten Linsen, da der zum Färben einer Linse verwendete Farbstoff durch die feinen Löcher durchdringen kann, was einen feinen Fleck von Farbstoff, der in der Linse sichtbar ist, zur Folge hat.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine erste Beschichtungszusammensetzung, d. h. ein polymerisierbares "Primer"-Material durch ein Filter geschickt und dann innerhalb eines Formteiles, welches eine Gießfläche und eine Nicht-Gießfläche hat, angeordnet. Die erste Beschichtungszusammensetzung enthält bevorzugt einen Photoinitiator, um sie bei Exposition mit aktivierendem Licht härtbar zu machen. Das Formteil kann dann so rotiert werden, daß die erste Zusammensetzung über der Gießfläche verteilt wird. Das Formteil wird bevorzugt um eine im wesentlichen senkrechte Achse mit einer Geschwindigkeit zwischen etwa 750 und etwa 1000 Umdrehungen pro Minute rotiert. Weiterhin kann eine Abgabevorrichtung zum Richten einer Zusatzmenge der ersten Zusammensetzung auf die Gießfläche, während das Formteil rotiert, verwendet werden. Die Abgabevorrichtung bewegt sich bevorzugt vom Mittelpunkt des Formteils zu einer Kante des Formteils, so daß die Zusatzmenge längs eines Radius des Formteiles gerichtet ist. Aktivierendes Licht wird bevorzugt auf das Formteil gerich tet, um wenigstens einen Teil der ersten Zusammensetzung zu härten.
Eine zweite Beschichtungszusammensetzung kann auf der ersten Zusammensetzung in dem Formteil angeordnet werden. Die zweite Beschichtung ist ebenfalls bevorzugt aushärtbar, wenn sie aktivierendem Licht ausgesetzt wird, da sie einen Photoinitiator enthält. Das Formteil wird erneut rotieren gelassen, um die zweite Beschichtungszusammensetzung über dem ausgehärteten Abschnitt der ersten Beschichtungszusammensetzung zu verteilen. Das Formteil kann ebenfalls gleichzeitig rotiert werden, während zweite Zusammensetzung zu dem Formteil zugesetzt wird. Aktivierendes Licht wird dann bevorzugt auf das Formteil gerichtet, so daß gleichzeitig wenigstens ein Teil der zweiten Zusammensetzung gehärtet und eine transparente Kombinationsbeschichtung, welche beide Beschichtungszusammensetzungen umfaßt, gebildet wird. Die Kombinationsbeschichtung ist bevorzugt eine im wesentlichen kratzfeste Beschichtung. Das Formteil kann dann mit einem zweiten Formteil zusammengebaut werden, indem eine Dichtung zwischen den Teilen zu ihrer Abdichtung angeordnet wird. Daher wird eine Form, welche eine durch die ursprünglichen zwei Formteile bestimmten Hohlraum hat, gebildet. Eine Kante der Dichtung kann verschoben werden, um eine linsenbildende Zusammensetzung in den Hohlraum einzubringen. Die Kombinationsbeschichtung und das linsenbildende Material haften bevorzugt gut aneinander. Diese linsenbildende Zusammensetzung umfaßt bevorzugt einen Photoinitiator und wird bevorzugt unter Verwendung von aktivierendem Licht ausgehärtet. Luft, welche bevorzugt eine Temperatur unterhalb Umgebungstemperatur hat, kann auf eine Nicht-Gießfläche des zweiten Formteiles zum Kühlen der linsenbildenden Zusammensetzung, während sie ausgehärtet wird, gerichtet werden.
Die Primerbeschichtung umfaßt bevorzugt eine Mischung von Monomeren mit hoher Viskosität, ein organisches Lösungsmittel mit niedriger Viskosität und niedrigem Entzündungs punkt und ein geeignetes Photoinitiatorsystem. Das Lösungsmittel kann bis zu etwa mehr als 80% der Mischung, bevorzugt etwa 93% bis 96%, ausmachen. Diese Mischung hat bevorzugt niedrige Viskosität und deckt bevorzugt irgendwelche Unregelmäßigkeiten der Oberfläche während des Auftrags durch Rotation ab, beispielsweise die Segmentlinie einer abgeflachten bifokalen Form. Das Lösungsmittel mit niedrigem Entzündungspunkt verdampft bevorzugt relativ rasch, wodurch eine dünne Schicht von Monomerem mit hoher Viskosität, das Photoinitiator enthält, zurückbleibt, welches die Gießfläche der Form bedeckt. Die ausgehärtete Primerbeschichtung ist bevorzugt weich, so daß sie gut an der Glasformfläche haftet. Da die Primerbeschichtung weich ist, kann sie keine kratzfesten Eigenschaften besitzen. Jedoch durch Auftrag einer Hartbeschichtung mit hoher Kratzfestigkeit (d. h. der zweiten Beschichtungszusammensetzung) auf die erste Primerbeschichtung ergibt sich bevorzugt eine kratzfeste Kombinationsbeschichtung. Die harte Beschichtung enthält bevorzugt ein Lösungsmittel, welches verdampft, wenn das Formteil zur Verteilung der harten Beschichtung über der Primerbeschichtung rotiert wird.
Im allgemeinen besitzt das Primermaterial bevorzugt die folgenden Eigenschaften: es zeigt chemische Stabilität unter normalen Lagerbedingungen, z. B. bei Zimmertemperatur und bei Fehlen von aktivierendem Licht; es fließt gut über einer unregelmäßigen Oberfläche, insbesondere über einem abgeflachten bifokalen Segment; wenn es mit einem spezifischen ultravioletten Dosis ausgehärtet wird, wird eine rißfreie Beschichtung mit guter Umwandlung der Doppelbindung (annähernd größer als 80%) zurückgelassen; es behält die Haftung mit der Formfläche während des ganzen linsenbildenden Aushärtzyklus bei, insbesondere im Segmentteil der abgeflachten bifokalen Form; und es ist chemisch mit der harten Beschichtung, welche anschließend auf die Oberseite hiervon aufgetragen wird, verträglich, z. B. bildet eine optisch klare Kombinationsbe schichtung. Obwohl dennoch Defekte von feinen Löchern in jeder der Primerbeschichtung oder der harten Beschichtung vorliegen können, ist es sehr unwahrscheinlich, daß Defekte in einer Beschichtung mit Defekten von anderer Beschichtung übereinander fallen. Jede Beschichtung bedeckt bevorzugt die Löcher der anderen Beschichtung, was weniger feine Löcher in der Kombinationsbeschichtung ergibt. So kann die fertige In-Form-beschichtete Linse unter Verwendung von Farbstoff ohne Probleme durch gebildete feine Löcher gefärbt werden. Ebenfalls ist sie frei von Rissen, Vergilbung, Trübung und Verzerrungen.
Bei einer anderen Ausführungsform kann die Dichtung zwischen dem ersten Formteil und dem zweiten Formteil entfernt werden, nachdem ein Teil des linsenbildenden Materials ausgehärtet wurde. Die Entfernung der Dichtung legt bevorzugt eine Kante der Linse frei. Eine Sauerstoffbarriere, welche einen Photoinitiator enthält, kann rings um die freigelegte Kante der Linse angeordnet werden, wobei der Sauerstoffbarriere-Photoinitiator bevorzugt nahe bei einem nicht-ausgehärteten Teil der linsenbildenden Zusammensetzung vorliegt. Zusätzliche Strahlungen von aktivierendem Licht können dann auf die Linse gerichtet werden, um zu bewirken, daß wenigstens ein Teil des Sauerstoffbarriere-Photoinitiators die Reaktion des linsenbildenden Materials initiiert. Die Sauerstoffbarriere verhindert bevorzugt den Kontakt von Sauerstoff mit wenigstens einem Teil der linsenbildenden Zusammensetzung während der Exposition der Linse mit Strahlung von aktivierendem Licht.
Gemäß einer Ausführungsform wird eine im wesentlichen feste leitende Wärmequelle auf eines der Formteile aufgelegt. Die Wärme kann leitend von der Wärmequelle zu einer Fläche des Formteiles übertragen werden. Weiter kann Wärme leitend durch das Formteil zu der Fläche der Linse überführt werden.
BEISPIEL FÜR DAS HERSTELLUNGSVERFAHREN EINER KRATZFESTEN LINSE

Eine erste Beschichtungszusammensetzung, im folgenden bezeichnet als "Primer", wurde durch Mischen der folgenden Komponenten in Gewicht hergestellt:

93,87%	Aceton;
3,43%	SR-399 (Dipentaerythritpentaacrylat), erhältlich von Sartomer;
2,14%	CN-104 (Epoxyacrylat), erhältlich von Sartomer;
0,28%	Irgacure 184 (1-Hydroxycyclohexylphenylketon), erhältlich von Ciba-Geigy; und
0,28%	Darocur 1173 (2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-on), erhältlich von Ciba-Geigy.

Eine zweite Beschichtungszusammensetzung, hier bezeichnet als "HC8-H", wurde durch Vermischen der folgenden Komponenten in Gewicht hergestellt:

84,69%	1-Methoxy-2-propanol;
9,45%	SR-399 (Dipentaerythritpentaacrylat), erhältlich von Sartomer;
4,32%	SR601 (ethoxyliertes Bisphenol-A-diacrylat), erhältlich von Sartomer; und
1,54%	Irgacure 184 (1-Hydroxycyclohexylphenylketon), erhältlich von Ciba-Geigy.

Jede dieser Beschichtungszusammensetzungen wurde hergestellt, indem zuerst die Monomeren in dem Lösungsmittel aufgelöst wurden und dann die Photoinitiatoren zugesetzt wurden, gut gemischt wurde und abschließend die Zusammensetzung durch ein Filter von 1 Mikron vor der Verwendung durchgeschickt wurde.
Eine abgeflachte Form aus Glas von 28 mm von 80 mm Durchmesser mit einem Abstandsradius der Krümmung von –6,00 Dioptrien und einer bifokalen Zusatzstärke von +2,00 Dioptrien wurde mit einer Mischung von Isopropylalkohol und destil liertem Wasser in gleichen Mengen besprüht. Die abgeflachte Form wurde dann mit einem Tuch aus holzfreiem Papier trocken gewischt. Die Nicht-Gießfläche der Form wurde auf einem Saugnapf montiert, der an einer Spindel befestigt war. Die Spindel wurde in der Rotationsvorrichtung, welche in der Einheit FastCast UX-462 Flashcure, kommerziell erhältlich von Fast-Cast Corporation, Louisville, Kentucky, vorgesehen war, angeordnet.
Ein Fleck von flüssigem Primer von 1 Zoll Durchmesser wurde im Zentrum der horizontal angeordneten Glasform abgegeben. Der Primer wurde aus einer Quetschflasche aus weichem Polyethylen, ausgerüstet mit einem Öffnungsdurchmesser von annähernd 1,02 mm (0,040 Zoll) abgegeben. Ein Rotationsmotor für die Rotationsvorrichtung wurde eingerastet, um die Form mit einer Geschwindigkeit von annähernd 850 bis 900 Umdrehungen pro Minute rotieren zu lassen, was das Ausbreiten des flüssigen Primers über der Fläche der Form bewirkte. Unmittelbar danach wurde eine ständige Strömung von zusätzlichen 1,5 bis 2,0 Gramm Primermaterial auf die Gießfläche der sich drehenden Form abgegeben. Die Strömung von Primermaterial wurde auf die Gießfläche gerichtet, mit der Düsenspitze angeordnet in einem Winkel von 45 Grad annähernd 12 mm von der Formfläche entfernt. Diese Anordnung der Düsenspitze bewirkte, daß die Strömung mit einer Richtung der Rotation zu der Form strömte. Die Strömung von Primermaterial wurde zuerst auf das Zentrum der Formfläche gerichtet und dann längs des Radius der Formfläche in einer Richtung vom Zentrum zu der Kante der Formfläche abgegeben.
Das in dem Primer vorhandene Lösungsmittel wurde für 8 bis 10 Sekunden während der Rotation der Form verdampfen gelassen. Die Rotation wurde abgestoppt, und die Primerbeschichtung, welche auf der Form zurückgeblieben war, wurde durch zwei Expositionen mit aktivierendem Licht, abgegeben von einer Mitteldruck-Quecksilberdampflampe, die in der Einheit UX-462 F1ashCure enthalten war, Gesamtbetrag annähernd 300 mJ/cm², ausgehärtet. Alle Messungen der Lichtintensität/Dosierung, die hier angegeben sind, wurden mit einem Radiometer International Light IL-1400 Radiometer, ausgerüstet mit einem XLR-340B Detektorkopf, beide kommerziell erhältlich von International Light, Inc., Newburyport, Massachusetts, durchgeführt.
Bei der Exposition mit aktivierendem Licht wurde der Rotationsmotor erneut eingeschaltet, und annähernd 1,5 bis 2,0 Gramm von HC3-H Hartbeschichtung, kommerziell erhältlich von FastCast Corporation, Louisville, Kentucky, wurde auf die sich drehende Form in einer ähnlichen Weise wie die Primerbeschichtung abgegeben. Das in dem HC3-H vorhandene Lösungsmittel wurde für 25 Sekunden verdampfen gelassen, während die Form sich drehte. Die Rotation wurde gestoppt, und die Beschichtung von HC3-H wurde in derselben Weise wie die Primerbeschichtung ausgehärtet.
Die Form wurde aus der Einheit F1ashCure entnommen und in eine Silikongummidichtung in Kombination mit einer gereinigten konvexen Form, welche einen Radius der Krümmung von +7,50 Dioptrien besaß, eingebaut. Die hervorstehende Lippe, welche am inneren Umfang der Gummidichtung vorhanden war, ergab einen Abstand von 1,8 mm zwischen den zwei Formen im Mittelpunkt. Zu diesem Zeitpunkt wurde die Anordnung Form/Dichtung in einer Füllstation angeordnet, und die Kante der Dichtung wurde zurückgedreht, um das Einfüllen der linsenbildenden Zusammensetzung OMB-91, kommerziell erhältlich von Fast-Cast Corporation, Louisville, Kentucky, in den Hohlraum zu ermöglichen. Die Kante der Dichtung wurde in ihre Dichtungsstellung mit den Kanten der Formen zurückgebracht, und der Überschuß von linsenbildender Zusammensetzung wurde von der Nicht-Gießfläche der hinteren Form mit einer Saugvorrichtung abgesaugt.
Die gefüllte Anordnung Form/Dichtung wurde von der Füllstation zu einer Aushärtkammer FC-132, kommerziell erhältlich von FastCast Corporation, Louisville, Kentucky, überführt.
Während sie in der Kammer war, wurde die Anordnung kontinuierlich von beiden Seiten für eine Periode von 15 Minuten mit annähernd 300 Milliwatt/cm² von oben und mit annähernd 350 Milliwatt/cm² von unten bestrahlt entsprechend dem von dem Hersteller vorgeschriebenen Lichtverteilungsmuster für die Minus-Linse. Während der Bestrahlung wurde die Gießzelle kontinuierlich Strömungen von Luft mit einer Temperatur von 5,6°C (42°F) ausgesetzt.
Die Anordnung Form/Dichtung wurde anschließend in die Einheit UX-462 F1ashCure rückgeführt. Die Nicht-Gießfläche der hinteren Form wurde 4 Dosen von aktivierendem Licht hoher Intensität, insgesamt annähernd 1150 mJ/cm², ausgesetzt. Die Dichtung wurde von der Anordnung abgestreift, und zurückgebliebenes nicht-ausgehärtetes Material wurde von der freigelegten Kante der Linse abgewischt. Ein Sauerstoffbarrierestreifen (Polyethylen) wurde um die Kante der Linse gewickelt. Die Anordnung Form/Dichtung wurde zwei weiteren Dosen von aktivierendem Licht hoher Intensität ausgesetzt, wobei 575 mJ/cm² insgesamt auf die Nicht-Gießfläche der vorderen Form gerichtet wurden. Anschließend wurden weitere 8 Blitze des aktivierenden Lichtes auf die Nicht-Gießfläche der hinteren Form, Gesamtbetrag 2300 mJ/cm², gerichtet.
Die Nicht-Gießfläche der hinteren Form wurde in Kontakt mit einem Wärmeübertragungspolster, kommerziell erhältlich von FastCast Corporation, Louisville, Kentucky, bei einer Temperatur von annähernd 65,6 bis 93,3°C (150 bis 200°F) für 13 Minuten in Kontakt gesetzt. Die Anordnung Form/Dichtung wurde von dem Wärmeübertragungspolster entfernt, und die hintere Form wurde durch einen schwachen Schlag mit einem Keil von angepaßter Größe entfernt. Die vordere Form mit der hieran befindlichen Linse wurde in einem Behälter mit Wasser von Zimmertemperatur angeordnet. Während sie innerhalb des Wassers war, wurde die Linse von der vorderen Form getrennt. Die jetzt fertiggestellte Linse wurde mit einer Mischung von Iso propylalkohol und Wasser in gleichen Teilen besprüht und trocken gewischt.
Die Linse wurde in einen Halter positioniert und in einen erhitzten Farbstofftopf für 5 Minuten eingesetzt. Der Farbstofftopf enthielt eine Lösung von BPI Black, kommerziell erhältlich von Brain Power, Inc., Miami, Florida, und destilliertes Wasser bei einer Temperatur von annähernd 88°C (190°F). Die Linse wurde aus dem Farbstofftopf entfernt, mit Leitungswasser abgespült und trocken gewischt. Die Linse zeigte eine Gesamtabsorption für sichtbares Licht von annähernd 80%. Bei der Inspektion auf kosmetische Fehler auf einem Leuchttisch wurden keine Fehler durch feine Löcher beobachtet. Weiterhin wurde gefunden, daß die Färbung, welche auf der hinteren Oberfläche der Linse absorbiert war, glatt und gleichmäßig war.
BEISPIEL FÜR NICHT-POLYMERISIERBARES, RITZFESTES BESCHICHTUNGSVERFAHREN
Eine nicht-polymerisierbare Beschichtungszusammensetzung, hier bezeichnet als "Vorbeschichtung", wurde durch Mischen der folgenden Materialien in Gewicht hergestellt:
99,80% Aceton und 0,20% BYK-300, ein Gleitmittel, kommerziell erhältlich von BykChemie.
Eine abgeflachte Form aus Glas von 28 mm mit einem Durchmesser von 80 mm mit einem Abstandsradius der Krümmung von –6,00 Dioptrien und einer bifokalen Zusatzstärke von +2,00 Dioptrien wurde mit einer Mischung von Isopropylalkohol und destilliertem Wasser in gleichen Teilen besprüht. Die Form wurde anschließend mit einem Tuch aus holzfreiem Papier trocken gewischt. Die Nicht-Gießfläche der Form wurde auf einem Saugnapf montiert, dieser wurde an einer Spindel befestigt. Die Spindel war auf der Rotationseinrichtung angeordnet, die in der Einheit FastCast UX-462 FlashCure, kommerziell erhältlich von FastCast Corporation, Louisville, Kentucky, vorgesehen war.
Ein Rotationsmotor der Rotationseinrichtung wurde zum Rotieren der Form mit einer Geschwindigkeit von annähernd 850 bis 900 Umdrehungen pro Minute eingerastet. Eine stetige Strömung von annähernd 2,0 bis 3,0 Gramm von Vorbeschichtungsmaterial wurde auf die Gießfläche der sich drehenden Form abgegeben, wobei die Düsenspitze in einem Winkel von 45 Grad annähernd 12 mm von der Formfläche positioniert war, wodurch die Strömung zum Strömen mit der Richtung der Rotation der Form gebracht wurde. Die Strömung von Vorbeschichtungsmaterial wurde zuerst auf das Zentrum der Formfläche gerichtet. Die Strömung wurde dann längs des Radius der Formfläche in einer Richtung vom Zentrum zu der Kante der Formfläche abgegeben. Der beabsichtigte Zweck der Vorbeschichtung war die Verbesserung der Benetzungseigenschaften der Glasform, so daß das Material HC8-H über diese gleichmäßiger fließen konnte.
Das in der Vorbeschichtung vorliegende Lösungsmittel verdampfte von der sich drehenden Form fast augenblicklich, und annähernd 1,5 bis 2,0 Gramm Hartbeschichtung HC8-H wurde auf die Gießfläche der sich drehenden Form abgegeben. Die Hartbeschichtung HC8-H wurde auf die Gießfläche längs des Radius der Formfläche in einer Richtung vom Zentrum zu der Kante gerichtet. Die Düsenspitze war mit einem Winkel von 45 Grad annähernd 12 mm von der Formfläche positioniert, so daß die Strömung mit der Rotationsrichtung der Form floß. Das in dem HC8-H vorliegende Lösungsmittel wurde während 25 Sekunden, während die Form sich drehte, verdampfen gelassen. Die Rotation wurde abgestoppt, und die Beschichtung HC8-H wurde durch zwei Expositionen mit aktivierendem Licht gehärtet, abgegeben von der Mitteldruck-Quecksilberdampflampe, die in der Einheit UX-462 FlashCure enthalten war, insgesamt annähernd 300 mJ/cm².
Die Form wurde von der Einheit FlashCure entfernt und in eine Silikongummidichtung in Kombination mit einer gereinigten konvexen Form, die einen Radius der Krümmung von +7,50 Dioptrien besaß, eingebaut. Die vorstehende Lippe, die auf dem inneren Umfang der Gummidichtung vorhanden war, lieferte einen Abstand von 1,8 mm zwischen den zwei Formen im Mittelpunkt. Die Anordnung Form/Dichtung wurde auf einer Füllstation positioniert, und die Kante der Dichtung wurde zurückbewegt, damit der Hohlraum mit linsenbildender Zusammensetzung OMB-91, kommerziell erhältlich von FastCast Corporation, Louisville, Kentucky, gefüllt werden konnte. Die Kante der Dichtung wurde in ihre Abdichtungsstellung mit den Kanten der Formen zurückgeführt. Der Überschuß von linsenbildender Zusammensetzung wurde von der Nicht-Gießfläche der hinteren Form mit einer Saugeinrichtung abgesaugt. Die gefüllte Anordnung Form/Dichtung wurde von der Füllstufe zu einer Aushärtkammer FC-132, kommerziell erhältlich von FastCast Corporation, Louisville, Kentucky, überführt. Die Anordnung wurde kontinuierlich von beiden Seiten für eine Periode von 15 Minuten mit annähernd 300 Mikrowatt/cm² von oben und annähernd 350 Mikrowatt/cm² von unten entsprechend dem vom Hersteller geforderten Lichtverteilungsmuster für Minus-Linse bestrahlt. Während der Bestrahlung wurde die Gießzelle kontinuierlich Strömungen von Luft mit einer Temperatur von 5,6°C (42°F) ausgesetzt.
Die Anordnung wurde anschließend zu der Einheit UX-462 F1ashCure rückgeführt. Die Nicht-Gießfläche der hinteren Form wurde 4 Dosen von aktivierendem Licht mit hoher Intensität, insgesamt annähernd 1150 mJ/cm², ausgesetzt. Die Dichtung wurde von der Anordnung abgestreift, und das rückständige nicht-ausgehärtete Material wurde von der freigelegten Kante der Linse abgewischt. Ein Sauerstoffbarrierestreifen (d. h. Polyethylen) wurde um die Kante der Linse gewickelt, und die Zelle wurde zwei weiteren Dosen von aktivierendem Licht mit hoher Intensität ausgesetzt, wobei 575 mJ/cm² insgesamt zu der Nicht-Gießfläche der vorderen Form gerichtet wurden. 8 weitere Blitze von aktivierendem Licht mit hoher Intensität folgten. Die 8 Blitze exponierten die Nicht-Gießfläche der hinteren Form bis zu einem Gesamtwert von 2300 mJ/cm².
Die Nicht-Gießfläche der hinteren Form wurde in Kontakt mit einem Wärmeübertragungspolster bei einer Temperatur von annähernd 65,6 bis 93,3°C (150 bis 200°F) für 13 Minuten angeordnet. Die Anordnung wurde von dem Wärmeübertragungspolster entfernt, und die hintere Form wurde mit einem schwachen Schlag mit einem Keil von angemessener Größe entfernt. Die vordere Form mit der hieran befestigten Linse wurde in einem Behälter für Wasser bei Zimmertemperatur angeordnet, damit die Trennung der Linse von der vorderen Form herbeigeführt wurde. Die jetzt fertige Linse wurde mit einer Mischung von Isopropylalkohol und Wasser in gleichen Teilen besprüht und trocken gewischt.
Die Linse wurde in einem Halter positioniert und einem erhitzten Farbstofftopf für 5 Minuten eingegeben. Der Farbstofftopf enthielt eine Lösung von BPI Black, kommerziell erhältlich von Brain Power, Inc., Miami, Florida, und destilliertes Wasser bei einer Temperatur von annähernd 88°C (190°F). Die Linse wurde aus dem Farbstofftopf entfernt, mit Leitungswasser gespült und trocken gewischt. Die Linse zeigte eine Gesamtabsorption für sichtbares Licht von annähernd 80%. Bei der Inspektion auf kosmetische Defekte auf einem Leuchttisch wurden mehrere Färbungsdefekte durch feine Löcher beobachtet. Sie schienen in dem Bereich von 0,2 mm bis 0,05 mm Durchmesser zu liegen. Jedoch wurde gefunden, daß die Färbung, welche von der hinteren Oberfläche der Linse absorbiert worden war, glatt und gleichmäßig war.
DURCH AKTIVIERENDES LICHT INITIIERTE POLYMERISATION EINER LINSENBILDENDEN ZUSAMMENSETZUNG, WELCHE AKTIVIERENDES LICHT ABSORBIERENDE MATERIALIEN ENTHÄLT
Materialien (im folgenden bezeichnet als "aktivierendes Licht absorbierender Verbindungen"), welche verschiedene Werte von aktivierendem Licht absorbieren, können in einer Augenglaslinse verwendet werden, um zu verhindern, daß aktivierendes Licht durch die Augenglaslinse durchgelassen wird. Be vorzugt hemmen die aktivierendes Licht absorbierenden Verbindungen ultraviolettes Licht vor dem Durchtritt durch die Augenglaslinse. Eine solche Augenglaslinse hemmt bevorzugt aktivierendes Licht daran, zu dem Auge eines die Linse tragenden Verbrauchers durchzulassen. Solche aktivierendes Licht absorbierende Verbindungen enthaltende Augenglaslinsen können dazu dienen, die Augen einer Person vor der Schädigung durch ultraviolettes Licht zu schützen. Photochrome Pigmente sind ein Typ von aktivierendes Licht absorbierenden Verbindungen. Photochrome anorganische Linsen, welche Silberhalogenidteilchen oder Kupfer(I)-halogenidteilchen enthalten, die durch den ganzen Körper der Linse suspendiert sind, sind bekannt und sind seit Dekaden kommerziell erhältlich. Solche anorganischen Linsen haben jedoch den Nachteil, daß sie relativ schwer und weniger komfortabel für den Träger sind, verglichen zu organischen Linsen. Als Folge dessen wird die überwiegende Anzahl der heute hergestellten Augenglaslinsen aus organischen Materialien statt aus anorganischen Materialien gebildet. Daher waren photochrome Kunststoff-Augenglaslinsen Gegenstand von beträchtlicher Aufmerksamkeit in den letzten Jahren.
Anstrengungen zur Bereitstellung einer Kunststoff-Augenglaslinse, die photochrome Eigenschaften zeigt, waren primär auf das Permeieren und/oder Bedecken der Oberfläche/Oberflächen von bereits geformten Linsen mit photochromen Pigmenten gerichtet. Diese allgemeine Technik kann mittels einer Vielzahl von spezifischen Methoden erreicht werden. Zum Beispiel (a) die Linse kann in einem erhitzten Bad, das photochrome Pigmente enthält, behandelt werden, b) photochrome Pigmente können in die Oberfläche einer Kunststofflinse über einen durch Lösungsmittel unterstützten Übertragungsprozeß übertragen werden, oder c) eine photochrome Pigmente enthaltende Beschichtung kann auf die Oberfläche einer Linse aufgebracht werden. Ein Problem mit solchen Methoden ist, daß die Linse oftmals nicht ausreichend von den photochromen Pigmen ten bei niedrigen Temperaturen absorbieren könnte, was eine Augenglaslinse ergibt, welche annehmbare photochrome Leistung nicht zeigt. Unglücklicherweise ist die Erhöhung der während der Absorption der photochromen Pigmente angewandte Temperatur keine Lösung für dieses Problem, da bei. hohen Temperaturen Abbau des innerhalb der Linse enthaltenen Polymeren auftreten könnte.
Ebenfalls wurden Versuche angestellt, photochrome Pigmente in das flüssige Monomere, aus welchem Kunststofflinsen thermisch polymerisiert werden, einzugeben. Siehe US-Patent Nr. 4 913 544 an Rickwood et al., worin angegeben ist, daß Triethylenglycoldimethacrylatmonomeres mit 0,2 Gew.-% von verschiedenen Spirooxazinverbindungen und 0,1% Benzoylperoxid zusammengegeben wurden und anschließend unter Bildung von nicht verschreibungspflichtigen Augenglaslinsen thermisch polymerisiert wurden. Im allgemeinen waren Anstrengungen zum Einbau von photochromen Pigmenten in flüssiges Monomeres, aus welchem Linsen polymerisiert waren, nicht erfolgreich. Es wird angenommen, daß die organischen Peroxidkatalysatoren, welche zur Initiierung der thermischen Polymerisationsreaktion verwendet werden, die Neigung haben, die photochromen Pigmente zu beschädigen, so daß ihr photochromes Ansprechen verschlechtert wird.
Das Aushärten einer Augenglaslinse unter Verwendung von aktivierendem Licht zur Initiierung der Polymerisation einer linsenbildenden Zusammensetzung erfordert im allgemeinen, daß die Zusammensetzung einen hohen Wert von Durchlässigkeit für aktivierendes Licht zeigt, so daß die aktivierende Strahlung in die tieferen Bereiche eines Linsenhohlraumes eindringen kann. Andererseits kann die resultierende gegossene Linse optische Aberrationen und Verzerrungen besitzen. Die gegossene Linse kann ebenfalls Schichten von ausgehärtetem Material in den Bereichen nächstliegend zu den transparenten Formflächen haben, welche innere Schichten sandwichen, wobei diese entweder unvollständig ausgehärtet, geliert, kaum geliert oder so gar flüssig sind. Wenn selbst kleine Mengen von aktivierendes Licht absorbierenden Verbindungen der im Stand der Technik wohlbekannten Typs zu einer normalerweise durch aktivierendes Licht aushärtbaren linsenbildenden Zusammensetzung gegeben werden, kann praktisch die gesamte Menge der innerhalb des Linsenhohlraumes enthaltenen linsenbildenden Zusammensetzung flüssig bei Anwesenheit von aktivierender Strahlung bleiben.
Photochrome Pigmente, welche nützlich für photochrome Augenglaslinsen sind, absorbieren aktivierendes Licht stark und verändern sich von einem nicht-aktivierten Zustand zu einem aktivierten Zustand, wenn sie Licht ausgesetzt werden. Die Anwesenheit von photochromen Pigmenten wie auch anderen aktivierendes Licht absorbierenden Verbindungen innerhalb einer linsenbildenden Zusammensetzung erlaubt es im allgemeinen nicht, daß ausreichend aktivierende Strahlung in die Tiefen des Linsenhohlraumes ausreichend durchdringt, um zu bewirken, daß Photoinitiatoren für aktivierendes Licht aufbrechen und Polymerisation der linsenbildenden Zusammensetzung initiieren. Daher ist es schwierig, eine linsenbildende Zusammensetzung, welche aktivierendes Licht absorbierende Verbindungen enthält, unter Anwendung von aktivierendem Licht auszuhärten. Daher ist es erwünscht, ein Verfahren zur Verwendung von aktivierendem Licht zur Initiierung der Polymerisation eines eine Augenglaslinse bildenden Monomeren, welches aktivierendes Licht absorbierende Verbindungen enthält, bereitszustellen, trotz der hohen Absorptionsmerkmale für aktivierendes Licht der aktivierendes Licht absorbierenden Verbindungen. Beispiele solcher aktivierendes Licht absorbierenden Verbindungen verschieden von photochromen Pigmenten sind feste Farbstoffe und farblose Zusätze.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine ophthalmische Augenglaslinse aus einer linsenbildenden Zusammensetzung hergestellt werden, welche ein Monomeres, eine aktivierendes Licht absorbierende Verbindung, einen Ultraviolett-Photoinitiator und einen Co-Initiator umfaßt.
Hier wird "ophthalmische Augenglaslinse" verwendet, um eine beliebige Kunststoff-Augenglaslinse zu bezeichnen, einschließlich einer verschriebenen Linse, einer verschreibungsfreien Linse, einer Sonnenglaslinse und einer bifokalen Linse. Die linsenbildende Zusammensetzung, in flüssiger Form, wird bevorzugt in einem Formhohlraum angeordnet, der durch ein erstes Formteil und ein zweites Formteil gebildet wird. Es wird angenommen, daß aktivierendes Licht, welches zu den Formteilen zur Aktivierung des Photoinitiators gerichtet wird, bewirkt, daß der Photoinitiator ein Polymerkettenradikal bildet. Das Polymerkettenradikal reagiert bevorzugt mit dem Co-Initiator leichter als mit dem Monomeren. Der Co-Initiator kann mit einem Fragment oder einer aktiven Spezies von entweder dem Photoinitiator oder dem Polymerkettenradikal reagieren, um eine Monomeres initiierende Spezies in den Bereichen des Linsenhohlraumes zu erzeugen, wo der Wert von aktivierendem Licht entweder relativ niedrig oder nicht vorhanden ist.
Der Co-Initiator wird bevorzugt nur bei Anwesenheit des Photoinitiators aktiviert. Weiterhin gilt, daß ohne den Co-Initiator der Photoinitiator ausschließlich nahe bei der Oberfläche der linsenbildenden Zusammensetzung aktiviert wird, jedoch nicht innerhalb des mittleren Abschnittes der Zusammensetzung. Daher erlaubt die Verwendung eines geeigneten Photoinitiators, kombiniert mit einem Co-Initiator, das Fortschreiten der Polymerisation der linsenbildenden Zusammensetzung bis zu den Tiefen des Linsenhohlraumes. Eine ausgehärtete, klare, von Aberration freie Linse wird bevorzugt in weniger als etwa 30 Minuten, mehr bevorzugt in weniger als etwa 10 Minuten hergestellt. Hierin wird eine "klare Linse" benutzt, um eine Linse zu bezeichnen, welche sichtbares Licht ohne Streuung durchläßt, so daß Objekte jenseits der Linse deutlich gesehen werden. Hier wird "Aberration" benutzt, um das Versagen einer Linse zur Erzeugung einer Punkt-zu-Punkt-Übereinstimmung zwischen einem Objekt und zu einem Bild zu erzeugen. Die Linse, wenn sie aktivierendem Licht ausgesetzt wird, hemmt bevorzugt wenigstens einen Teil des aktivierenden Lichtes vor dem Durchlassen durch die Linse, welche bevorzugt geformt wird. Eine Linse, welche es erlaubt, daß kein aktivierendes Licht durch die Linse durchtritt (wenigstens hinsichtlich bestimmter aktivierender Wellenlängen) ist mehr bevorzugt.
Bei einer Ausführungsform kann die linsenbildende Zusammensetzung, die aktivierendes Licht absorbierende Verbindungen enthält, mit aktivierendem Licht unter Anwendung der zuvor hier beschriebenen und in 10 abgebildeten Aushärtapparatur UVEXS ausgehärtet werden. Bei einer anderen Ausführungsform kann die linsenbildende Zusammensetzung mit aktivierendem Licht, das aus der Aushärtkammer FC-104, die in den 14 und 15 dargestellt ist, angeliefert wird, ausgehärtet werden. Alternativ kann die linsenbildende Zusammensetzung dadurch ausgehärtet werden, daß die Zusammensetzung aktivierendem Licht mehrfach unter Anwendung sowohl der UVEXS als auch der FC-104 ausgesetzt wird. Bevorzugt hat das gesamte aktivierende Licht, welches zu den Formteilen gerichtet wird, eine Wellenlänge von 400 nm oder darunter. Die oben genannten Ausführungsformen, welche verschiedene Verfahren zur Herstellung von Augenglaslinsen beschreiben, können ebenfalls zur Herstellung der Augenglaslinse hieraus verwendet werden.
Die Identität der hauptsächlichen polymerisierbaren Komponenten der linsenbildenden Zusammensetzung haben die Neigung, den optimalen Aushärtprozeß zu beeinflussen. Es wird vorausgesetzt, daß die Identität der aktivierendes Licht absorbierenden Verbindung, die in dem Monomeren oder der Mischung von Monomeren vorliegt, das verwendete optimale Photoinitiator/Co-Initiator-System wie auch den optimalen Aushärtvorgang, der zur Initiierung der Polymerisation verwendet wird, beeinflussen. Ebenfalls kann Variation der Identität oder der Anteile des/der Monomeren in der linsenbildenden Zusammensetzung Einstellungen für verschiedene Variablen des Herstellungsprozesses erfordern, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf Expositionszeiten, Expositionsintensitäten, Kühlzeiten und -temperaturen, aktivierendes Licht und Nachhärtarbeitsweisen durch Wärme und dergleichen. Beispielsweise können Zusammensetzungen, welche relativ langsam reagierende Monomere wie Bisphenol-A-bisallylcarbonat oder Hexandioldimethacrylat enthalten, oder Zusammensetzungen, welche relativ höhere Anteile solcher Monomeren umfassen, entweder längere Expositionszeiten, höhere Intensitäten oder beides erfordern.
Es wird postuliert, daß Erhöhung der Menge von entweder rasch reagierendem Monomerem oder der in einem System vorhandenen Initiatorgehalte reduzierte Expositionszeiten, stärker exakt kontrollierte Lichtdosiswerte und effizientere Entfernung von exothermer Wärme erfordern.
Bevorzugt sind die Monomere, welche als Komponenten für die linsenbildende Zusammensetzung ausgewählt werden, in der Lage, aktivierendes Licht absorbierende Verbindungen, die ihnen zugesetzt wurden, aufzulösen. Hier soll "Auflösen" bedeuten, daß sie im wesentlichen homogen hiermit gemischt sind. Beispielsweise können Monomere aus einer Gruppe ausgewählt werden einschließlich Polyol(allylcarbonat)-monomere, multifunktionellen Acrylatmonomeren und multifunktionellen Methacrylmonomeren zur Verwendung in einer aktivierendes Licht absorbierenden linsenbildenden Zusammensetzung.

Bei einer Ausführungsform kann die folgende Mischung von Monomeren, hier im folgenden bezeichnet als PRO-629, vor der Zugabe von anderen Komponenten, welche zur Herstellung der linsenbildenden Zusammensetzung erforderlich sind, zusammengemischt werden. Diese Mischung von Monomeren wird bevorzugt als Basis für eine linsenbildende Zusammensetzung verwendet, zu welcher aktivierendes Licht absorbierende Verbindungen zugesetzt werden.

32% Tripropylenglycoldiacrylat	(SR-306)
21% Tetraethylenglycoldiacrylat	(SR-268)
20% Trimethylolpropantriacrylat	(SR-351)
17% Bisphenol-A-bisallylcarbonat	(HiRi)
10% Hexandioldimethacrylat	(SR-239)

Die oben aufgelisteten Acryl- und Methacrylmonomere sind kommerziell von Sartomer Company, Exton, Pennsylvania, erhältlich. Das Bisphenol-A-bisallylcarbonat ist kommerziell erhältlich von PPG, Pittsburgh, Pennsylvania. Das Hexandioldimethacrylat wird hier im folgenden als HDDMA bezeichnet.
Ein Polymerisationsinhibitor kann zu der Monomerenmischung in relativ niedrigen Werten zugesetzt werden, um die Polymerisation des Monomeren bei nicht geeigneten Zeiten (z. B. während der Lagerung) zu hemmen. Bevorzugt werden etwa 0 bis 50 ppm Monomethyletherhydrochinon (MEHQ) zu der Monomerenmischung zugesetzt. Ebenfalls ist es bevorzugt, daß die Azidität der Monomerenmischung so niedrig wie möglich ist. Bevorzugt liegen weniger als etwa 100 ppm rückständige Acrylsäure in der Mischung vor. Ebenfalls ist es bevorzugt, daß der Wassergehalt der Monomerenmischung relativ niedrig ist, bevorzugt weniger als etwa 0,15%.
Photoinitiatoren für aktivierendes Licht schließen ein: 1-Hydroxycyclohexylphenylketon, kommerziell erhältlich von Ciba Additives unter der Marke Irgacure 184; Mischungen von Bis(2,6-dimethoxybenzoyl)-(2,4,4-trimethylphenyl)phosphinoxid und 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-on, kommerziell erhältlich von Ciba Additives unter der Marke Irgacure 1700; Mischungen von Bis(2,6-dimethoxybenzoyl)-(2,4,4-trimethylphenyl)phosphinoxid und 1-Hydroxycyclohexylphenylketon, kommerziell erhältlich von Ciba Additives unter den Marken Irgacure 1800 und Irgacure 1850; 2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenon, kommerziell erhältlich von Ciba Additives unter der Marke Irgacure 651; 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-on, kommerziell erhältlich von Ciba Additives unter der Marke Darocur 1173; Mischungen von 2,4,6-Trimethylbenzoyldiphenylphosphinoxid und 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-on, kommerziell erhältlich von Ciba Additives unter der Marke Da rocur 4265; 2,2-Diethoxyacetophenon (DEAP), kommerziell erhältlich von First Chemical Corporation, Pascagoula, Mississippi, Benzildimethylketal, kommerziell erhältlich von Sartomer Company unter der Marke KB-1; ein alpha-Hydroxyketoninitiator, kommerziell erhältlich von Sartomer Company unter der Marke Esacure KIP100F; 2-Methylthioxanthon (MTX), 2-Chlorthioxanthon (CTX), Thioxanthon (TX) und Xanthon, alle kommerziell erhältlich von Aldrich Chemical; 2-Isopropylthioxanthon (ITX), kommerziell erhältlich von Aceto Chemical, Flushing, New York; Mischungen von Triarylsulfoniumhexafluorantimonat und Propylencarbonat, kommerziell erhältlich von Sartomer Company unter den Marken SarCat CD 1010, SarCat 1011 und SarCat K185; Diaryljodiniumhexafluorantimonat, kommerziell erhältlich von Sartomer Company unter der Marke SarCat CD-1012; Mischungen von Benzophenon und 1-Hydroxycyclohexylphenylketon, kommerziell erhältlich von Ciba Additives unter der Marke Irgacure 500; 2-Benzyl-2-N,N-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-1-butanon, kommerziell erhältlich von Ciba Additives unter der Marke Irgacure 369; 2-Methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholinopropan-1-on, kommerziell erhältlich von Ciba Additives unter der Marke Irgacure 907; Bis(η5-2,4-cyclopentadien-1-yl)-bis-[2,6-difluor-3-(1H-pyrrol-1-yl)-phenyl]titan, kommerziell erhältlich von Ciba Additives unter der Marke Irgacure 784 DC; Mischungen von 2,4,6-Trimethylbenzophenon und 4-Methylbenzophenon, kommerziell erhältlich von Sartomer Company unter der Marke Esacure TZT und Benzoylperoxid und Methylbenzoylformiat, beide erhältlich von Aldrich Chemical, Milwaukee, Wisconsin.
Ein bevorzugter Photoinitiator für aktivierendes Licht ist Bis(2,6-dimethoxybenzoyl)-(2,4,4-trimethylphenyl)phosphinoxid, kommerziell erhältlich von Ciba Additives, Tarrytown, New York unter der Marke CGI-819. Die Menge von CGI-819, die in einer photochrome Verbindungen enthaltenden, linsenbildenden Zusammensetzung vorliegt, reicht bevorzugt von etwa 30 Gew.-ppm bis etwa 2000 Gew.-ppm.
Co-Initiatoren, welche nützlich in der vorliegenden Erfindung sein können, schließen reaktive Amin-co-initiatoren ein, kommerziell erhältlich von Sartomer Company unter den Marken CN-381, CN-383, CN-384 und CN-386, wobei diese Co-Initiatoren Monoacrylamine, Diacrylamine oder Mischungen hiervon sind. Andere Co-Initiatoren schließen N,N-Dimethyldiethanolamin (N,NMDEA), Triethanolamin (TEA), Ethyl-4-dimethylaminobenzoat (E-4-DMAB), Ethyl-2-dimethylaminobenzoat (E-2-DMAB), alle kommerziell erhältlich von Aldrich Chemicals, ein. Co-Initiatoren, welche ebenfalls verwendet werden können, schließen ein: n-Butoxyethyl-4-dimethylaminobenzoat, P-Dimethylaminobenzaldehyd. Andere Co-Initiatoren schließen N,N-Dimethyl-para-toluidin, Octyl-para-(dimethylamino)-benzoat, kommerziell erhältlich von The First Chemical Group, Pascagoula, Mississippi, ein.
Bevorzugt ist der Co-Initiator N-Methyldiethanolamin (NMDEA), kommerziell erhältlich von Aldrich Chemical, Milwaukee, Wisconsin, CN-384, kommerziell erhältlich von Sartomer Company oder CN-386, ebenfalls kommerziell erhältlich von Sartomer Company. Die Menge von NMDEA, welche in einer photochromen Pigmente enthaltenden, linsenbildenden Zusammensetzung vorhanden ist, liegt bevorzugt zwischen etwa 1 Gew.-ppm und 7 Gew.-% und mehr bevorzugt zwischen etwa 0,3 Gew.-% und 2 Gew.-%. Weiterhin können bestimmte feste Pigmente, welche zu der linsenbildenden Zusammensetzung zur Bildung einer Hintergrundfärbung innerhalb der Linse zugesetzt werden können (d. h. zum Färben der Linse), ebenfalls als Co-Initiatoren wirken. Beispiele von solchen fixierten Pigmenten schließen Thermoplast Blue P, Oil Soluble Blue II, Thermoplast Red 454, Thermoplast Yellow 104, Zapon Brown 286, Zapon Brown 287, alle kommerziell erhältlich von BASF Corporation, Holland, Michigan, ein.
Aktivierendes Licht absorbierende Verbindungen, welche zu einer normalerweise aktivierendes Licht durchlassenden linsenbildenden Zusammensetzung zugesetzt werden können, schließen ein: 2-(2H-Benzotriazol-2-yl)-4-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)phenol und 2-Hydroxy-4-methoxybenzophenon, beide kommerziell erhältlich von Aldrich Chemical, wie auch Mischungen von 2-[4-((2-Hydroxy-3-dodecyloxypropyl)-oxy]-2,2-hydroxyphenyl]-4,6-bis(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazin und 2-[5-((2-Hydroxy-3-tridecyloxypropyl)-oxy]-2-hydroxyphenyl]-4,6-bis(2,4-dimethylphenyl-1,3,5-triazin, kommerziell erhältlich von Ciba Additives unter der Marke Tinuvin 400, Mischungen von Poly(oxy-1,2-ethandiyl)-a-(3-(3-(2H-benzotriazol-2-yl)-5-(1,1-dimethylethyl)-4-hydroxyphenyl)-1-oxopropyl)-w-hydroxy und Poly(oxy-1,2-ethandiyl)-a-(3-(3-(2H-benzotriazol-2-yl)-5-(1,1-dimethylethyl)-4-hydroxyphenyl)-1-oxopropyl)-w-(3-(3-(2H-benzotriazol-2-yl)-5-1,1-dimethylethyl)-4-hydroxyphenyl)-1-oxopropoxy), kommerziell erhältlich von Ciba Additives unter der Marke Tinuvin 1130. Andere Adsorber für aktivierendes Licht können Tinuvin 328, Tinuvin 900, 2(2-Hydroxy-5-methylphenyl)benzotriazol, Ethyl-2-cyano-3,3-diphenylacrylat und Phenylsalicylat einschließen.
Obwohl eine Anzahl von Familien von photochromen Pigmenten in die Mischung von Monomeren eingegeben werden können, entweder einzeln oder in Kombination, sind von besonderem Interesse: Spiropyrane, Spironaphthoxazine, Spiropyridobenzoxazine, Spirobenzoxazine, Naphthopyrane, Benzopyrane, Spirooxazine, Spironaphthopyrane, Indolinospironaphthoxazine, Indolinospironaphthopyrane, Diarylnaphthopyrane und organometallische Materialien, wie Phenylquecksilberverbindungen. Eine Phenylquecksilberverbindung, erhältlich von Marks Polarized Corporation, Hauppauge, New York, unter der Marke A241 kann ein geeignetes organometallisches Material sein. Die Menge von photochromen Pigmenten, welche in der linsenbildenden Zusammensetzung vorliegt, ist bevorzugt ausreichend, um einen beobachtbaren photochromen Effekt zu liefern. Die Menge von in der linsenbildenden Zusammensetzung vorliegenden photochromen Pigmenten kann breit von etwa 1 Gew.-ppm bis 5 Gew.-% reichen. Bei bevorzugten Zusammensetzungen sind die photochromen Pigmente in Bereichen von etwa 30 ppm bis 2000 ppm vorhanden. Bei den stärker bevorzugten Zusammensetzungen sind die photochromen Pigmente in Bereichen von etwa 150 ppm bis 1000 ppm vorhanden. Die Konzentration kann in Abhängigkeit von der Dicke der herzustellenden Linse eingeregelt werden, um optimale Absorptionseigenschaften für sichtbares Licht zu erhalten.
Bei einer Ausführungsform können Lichtstabilisatoren in Form von gehindertem Amin zu der linsenbildenden Zusammensetzung zugesetzt werden. Es wird angenommen, daß diese Materialien dazu wirken, die Abbaugeschwindigkeit des ausgehärteten Polymeren, hervorgerufen durch aktivierendes Licht, durch Deaktivieren von schädlichen Polymerresten, zu reduzieren. Diese Verbindungen können bei der Ausschaltung von Sauerstoff und freien Kohlenstoffradikalen wirksam sein und daher die unterschiedlichen Stufen der Autooxidation und des Photoabbaues stören. Ein brauchbarer Lichtstabilisator in Form eines gehinderten Amins ist Bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinyl)sebacat, kommerziell erhältlich von Ciba Additives unter der Marke Tinuvin 292. Antioxidantien in Form von gehinderten Phenolen und Wärmestabilisatoren können ebenfalls zu einer linsenbildenden Zusammensetzung zugesetzt werden. Die Verbindungen in Form von gehindertem Phenol schließen ein: Thiodiethylen-bis(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy)hydrocinnamat, kommerziell erhältlich von Ciba Additives unter der Marke Irganox 1035 und Octadecyl-3,5-bis(1,1-dimethylethyl)-4-hydroxybenzolpropanoat, kommerziell erhältlich von Ciba Additives unter der Marke Irganox 1076.
Bevorzugt werden mehr als ein Monomeres und mehr als ein Initiator in einer linsenbildenden Zusammensetzung verwendet, um sicherzustellen, daß die Anfangspolymerisation der linsenbildenden Zusammensetzung mit aktivierendem Licht nicht über eine zu kurze Zeitspanne stattfindet. Die Verwendung einer solchen linsenbildenden Zusammensetzung kann größere Steuerung für die Gelbildung erlauben, was bessere Kontrolle der optischen Qualität der Linse ergibt. Weiterhin kann eine größere Steuerung der Geschwindigkeit der Freisetzung von exothermer Wärme erreicht werden. Auf diese Weise kann Reißen der Linse oder vorzeitige Freigabe der Linse von der Form, welche typischerweise durch die Freisetzung von Wärme hervorgerufen werden, verhindert werden. Ein Beispiel eines schlechten Initiatorsystems wurde beobachtet, wenn CGI-819 alleine als ein Photoinitiator in Kombination mit der Monomerenmischung PRO-629, zu welcher aktivierendes Licht absorbierende Verbindungen zugesetzt worden waren, verwendet wurde. Wenn solch ein Initiatorsystem verwendet wurde, trat eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit nahe der Oberfläche des Linsenhohlraumes auf, während eine sehr niedrige Reaktionsgeschwindigkeit in den tieferen Bereichen des Hohlraums vorkam. Die resultierende Linse zeigte nicht erwünschte Wellen und Verzerrungen.
Bei einem anderen Beispiel wurde eine kleine Menge eines Co-Initiators, d. h. NMDEA, zu der oben genannten linsenbildenden Zusammensetzung zugesetzt. Während dieses Aushärtvorganges wurden zwei getrennte Wellen von Wärme erzeugt, wenn die Zusammensetzung kontinuierlich mit etwa 600 Mikrowatt/cm² bestrahlt wurde. Eine mögliche Erklärung dieser Erscheinung ist, daß die erste Welle von der Reaktion des NMDEA herrührte, und daß die zweite Welle von der Reaktion des nicht verbrauchten Anteiles des CGI-819 herrührte. Eine andere mögliche Erklärung ist, daß die Reaktionsgeschwindigkeit in dem oberen Bereich höher als in dem Bodenbereich der linsenbildenden Zusammensetzung war, da aktivierendes Licht getrennt zu sowohl dem unteren Formteil als auch dem oberen Formteil gerichtet wurde. Eine dritte Welle der Hitzeerzeugung kann auftreten, falls die Reaktionsgeschwindigkeit in dem mittleren Abschnitt der linsenbildenden Zusammensetzung von den Geschwindigkeiten der unteren und oberen Abschnitte verschieden ist. Unglücklicherweise besaß die resultierende Linse Wellen und Verzerrungen. Es wird jedoch gefordert, daß, wenn die Mengen von sowohl CGI-819 als auch NMDEA erhöht werden, die zwei Wellen der exothermen Wärme sich hinsichtlich der Zeit näher aufeinander zu bewegen, was bewirkt, daß die optische Qualität der Linse verbessert wird, die Härte der Linse zunimmt und die Geschwindigkeit der Hitzeerzeugung ausreichend langsam ist, um Reißen und vorzeitige Freigabe der Linse von der Form zu vermeiden.
Es wird vorausgesetzt, daß die optimalen Mengen der Komponenten der linsenbildenden Zusammensetzung so sind, wenn die Gesamtmenge von beiden Initiatoren zum Zweck der vollständigen Polymerisation und Herstellung einer festen, von Aberration freien Linse minimiert werden. Diese relativen Anteile des Photoinitiators zu dem Co-Initiator können durch Experiment optimiert werden. Beispielsweise kann eine aktivierendes Licht absorbierende linsenbildende Zusammensetzung, welche einen Photoinitiator mit keinem Co-Initiator einschließt, ausgehärtet werden. Falls Wellen und Verzerrungen in der resultierenden Linse beobachtet werden, kann dann ein Co-Initiator zu der linsenbildenden Zusammensetzung durch Erhöhung der Mengen zugesetzt werden, bis eine Linse mit besten optischen Eigenschaften gebildet wird. Es wird vorausgesetzt, daß überschüssiger Co-Initiator in der linsenbildenden Zusammensetzung vermieden werden sollte, um Probleme einer zu raschen Polymerisation, der Vergilbung der Linse und der Wanderung von rückständigem, nicht-umgesetztem Co-Initiator zu der Oberfläche der fertigen Linse zu hemmen.
Die folgende Tabelle kann als eine Leitlinie bei der Auswahl eines geeigneten Systems Photoinitiator/Co-Initiator für verschiedene aktivierendes Licht absorbierende linsenbildende Zusammensetzungen verwendet werden. Photoinitiator-Leitfaden

Vergilbung: hoch, mittel, niedrig
Geruch: stark, mittel, niedrig
Lagerdauer: gut, mittel, schlecht
Typ von linsenbildender Zusammensetzung: gut, weniger bevorzugt

Typ von linsenbildender Zusammensetzung: gut, weniger bevorzugt

Wie oben erwähnt, treten exotherme Reaktionen während des Aushärtprozesses der linsenbildenden Zusammensetzung auf. Die dickeren Abschnitte der linsenbildenden Zusammensetzung können mehr Wärme als die dünneren Abschnitte der Zusammensetzung als Ergebnis des Auftretens der exothermen Reaktionen erzeugen. Es wird angenommen, daß die Geschwindigkeit der Re aktion in den dickeren Abschnittengeringer als in den dünneren Abschnitten ist. Daher kann bei einer positiven Linse ein "Krapfeneffekt" auftreten, bei welchem ein relativ dünner äußerer Abschnitt der linsenbildenden Zusammensetzung ihren vollständig ausgehärteten Zustand vor dem relativ dicken inneren Abschnitt der linsenbildenden Zusammensetzung erreicht. Umgekehrt kann bei einer negativen Linse der relativ dünne innere Abschnitt der linsenbildenden Zusammensetzung seinen vollständig ausgehärteten Zustand vor dem relativ dicken äußeren Abschnitt der linsenbildenden Zusammensetzung erreichen.
Daher wird es bevorzugt, daß eine größere Menge von aktivierendem Licht zu den dickeren Abschnitten der Zusammensetzung als zu den dünneren Abschnitten zugeführt wird. 36 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher ein Paar von Formteilen 500 durch eine Dichtung 502 derart zusammengehalten werden, daß die Teile 500 einen Hohlraum zur Herstellung einer positiven Linse begrenzen. Ein Filter 506 kann direkt benachbart zu wenigstens einem der Formteile 500 angeordnet werden. Das Filter 506 kann weiterhin zwischen einer Quelle für aktivierendes Licht (nicht gezeigt) und dem Formteil angeordnet werden. Alternativ können Filter benachbart zu beiden Formteilen (nicht gezeigt) angeordnet werden. Bei einer Ausführungsform, wie in 36 gezeigt, variiert die Dicke des Filters bevorzugt derart, daß der innere Abschnitt des Filters dem eines benachbarten dickeren Abschnittes des Formhohlraumes entspricht, und ein dickerer Abschnitt des Filters einem angrenzenden dünneren Abschnitt des Formhohlraumes entspricht. Anders ausgedrückt, die Dicke des Filters kann entsprechend der variierenden Dicke der linsenbildenden Zusammensetzung, welche innerhalb des Formhohlraumes angeordnet ist, variieren. Das Filter ist bevorzugt ein trübes Filter, welches auf einer Reihe von Wegen hergestellt werden kann. Das Filter kann aus einem trüben Material oder irgendeiner Kombination von Materialien, welche Trübung erzeugen, polyme risiert werden. Mehr spezifisch kann das Filter eine "Linse" sein (d. h. ein Stück von wie eine Linse geformtem Kunststoff), hergestellt durch Zugabe eines unverträglichen chemischen Stoffes zu einer typischen linsenbildenden Zusammensetzung. Beispielsweise kann eine Bisphenolverbindung zu einer linsenbildenden Zusammensetzung zugesetzt und polymerisiert werden, was ein wolkiges Filter in der Gestalt einer Linse ergibt, die Licht in zahlreiche (z. B. Millionen) von Teilmengen unterteilt. Das Filter kann aus Polyethylen oder irgendeinem geeigneten thermoplastischen Material spritzgegossen werden.
Ein Zweck des Filters besteht darin, gleichzeitig Licht zu zerstreuen und differenzierte Lichtverteilung zwischen den dünnen und dicken Abschnitten des Formhohlraumes zu liefern. Siehe US-Patent Nr. 5 415 816 für eine Diskussion der Wichtigkeit der differenzierten Lichtverteilung hinsichtlich der durch aktiviertes Licht initiierten Polymerisation von Augenglaslinsen. Siehe US-Patent Nr. 4 728 469 für eine Diskussion der Wichtigkeit von Lichtdiffusion bezogen auf die durch aktiviertes Licht initiierte Polymerisation von Augenglaslinsen. Das Filter ist bevorzugt durchscheinend für aktivierendes Licht. Wenn ein Trübungsfilter verwendet wird, kann das aktivierende Licht in eine relativ große Anzahl von Teilmengen gebrochen werden. Es wird angenommen, daß der Betrag der durch ein solches Filter erzeugten Lichtschwächung proportional zu der Dicke des Filters ist. Die diffundierenden Merkmale des Filters neigen dazu, das Auftreten von optischen Aberrationen und Verzerrungen in der fertigen Linse zu beeinflussen.
Im allgemeinen ist es beim Aushärten einer Minus-Linse (negativen Linse), in welcher das Zentrum dünn und die Kante dick sind, bevorzugt, ein Filter zu verwenden, welches im Zentrum dick und dünn an der Kante benachbart zu den Formteilen ist. Beim Aushärten einer Plus-Linse (positiven Linse), welche dick im Zentrum und dünn an der Kante ist, ist die Verwendung eines Filters bevorzugt, welches im Zentrum dünn und dick an der Kante benachbart zu den Formteilen ist. Die Anordnung des Filters wird bevorzugt so ausgewählt, daß es nahe bei dem Formhohlraum ist, so daß die unterschiedliche Lichtverteilung des Filters dazu neigt, maximiert zu sein. Auf diese Weise kann die Intensität von aktivierendem Licht, welches zu den dicken und dünnen Bereichen des Formhohlraumes gerichtet ist, leichter gesteuert werden, als wenn das Filter weiter weg von den Formteilen vorliegt.
Eine abgeflachte bifokale Form, wie die in 35 gezeigte, reflektiert Licht in unterschiedlichen Bereichen mit unterschiedlichen Lichtintensitäten. Insbesondere reflektiert die Segmentlinie 454 des bifokalen Segmentes 452 mehr als andere Bereiche der Form, wodurch die Menge von aktivierendem Licht, der die linsenbildende Zusammensetzung in dem Bereich nahe der Segmentlinie 454 ausgesetzt ist, ansteigt. Es wird angenommen, daß dieser Bereich der linsenbildenden Zusammensetzung rascher geliert als andere Teile der linsenbildenden Zusammensetzung. wenn daher eine abgeflachte bifokale Form zur Herstellung einer Linse verwendet wird, ist es erwünscht, aktivierendes Licht zu zerstreuen, bevor es die Segmentlinie der Form erreicht, und auf diese Weise die Lichtmenge zu reduzieren, welche bei der Segmentlinie reflektiert wird. Bei einer Ausführungsform, bei welcher eine abgeflachte bifokale Form verwendet wird, ist die Verwendung eines Trübungsfilters, wie oben beschrieben, bevorzugt.
Bei einer Ausführungsform kann die linsenbildende Zusammensetzung, nachdem sie in dem Formhohlraum angeordnet wurde, 3 bis 7 Minuten vor der Exposition mit aktivierendem Licht vorgekühlt werden. Auf diese Weise kann die linsenbildende Zusammensetzung unter Umgebungstemperatur vor der Polymerisation der linsenbildenden Zusammensetzung gekühlt werden. Vorteilhafterweise kann die durch die Reaktion innerhalb der Zusammensetzung freigesetzte Wärme durch die Kühlheit der Zusammensetzung ausgeglichen werden, so daß die Zusammensetzung nicht extremen Mengen von thermischer Strahlung ausgesetzt ist. Auf diese Weise kann die Exposition der linsenbildenden Zusammensetzung auf unter Umgebungstemperaturen vor der Initiierung der Reaktion unerwünschte Effekte hemmen, welche aus der exothermen Natur der Reaktion herrühren. Beispielsweise kann das Kühlen der linsenbildenden Zusammensetzung den Verlust der Verfahrenssteuerung verhüten helfen, welcher durch Variationen in der Reaktionsgeschwindigkeit hervorgerufen wird, die aus Temperaturveränderungen der linsenbildenden Zusammensetzung resultieren.
Bei einer Ausführungsform wird aktivierendes Licht zu den Formteilen gerichtet, bis wenigstens ein Teil der linsenbildenden Zusammensetzung ein Gel ist. Zu diesem Zeitpunkt wird die Zufuhr des aktivierenden Lichtes bevorzugt beendet, um das zu rasche Fortschreiten der Polymerisationsreaktion zu hemmen, wodurch de zu rasche Anstieg der Geschwindigkeit der Hitzefreisetzung gehemmt wird, daß vorzeitige Freigabe der Linse von dem Formhohlraum und/oder das Reißen der Linse die Folge wäre. Nach Beendigung der Belichtung wird die die zwei Formteile zusammenhaltende Dichtung bevorzugt entfernt, um die linsenbildende Zusammensetzung an Luft zu exponieren, während die Reaktion mit der gewünschten Geschwindigkeit fortführen gelassen wird. Die Luft kann vorteilhafterweise die Kühlung der linsenbildenden Zusammensetzung unterstützen. Bei einer Ausführungsform kann die linsenbildende Zusammensetzung Umgebungsbedingungen für etwa 5 bis 15 Minuten, abhängig von der Masse der Zusammensetzung, ausgesetzt werden. Da die Menge von während der Reaktion freigesetzter Wärme die Neigung hat, proportional zur Masse der Zusammensetzung zu sein, ist, je mehr Masse die Zusammensetzung hat, ihre Kühlung um so länger. Nach Kühlen der Zusammensetzung kann sie aktivierendem Licht erneut ausgesetzt werden, falls gewünscht.
Bei einer Ausführungsform wird die innere Oberfläche, d. h. die Gießfläche, des vorderen Formteiles mit einer oder mehr Hartüberzugsschichten beschichtet, bevor die linsenbildende Zusammensetzung innerhalb des Formhohlraumes angeordnet wird. Bevorzugt werden zwei Hartüberzugsschichten verwendet, so daß irgendwelche Unregelmäßigkeiten, wie feine Löcher in der ersten Hartüberzugsschicht durch die zweite Hartüberzugsschicht abgedeckt werden. Die resultierende Doppelhartüberzugsschicht ist bevorzugt kratzfest und schützt die nachfolgend hergestellte Augenglaslinse, an welcher die Doppelhartüberzugsschicht haftet. Bei einer Ausführungsform kann die Gießfläche des hinteren Formteiles mit einem Material, welches mit Farbstoff gefärbt werden kann, vor dem Füllen des Formhohlraumes mit der linsenbildenden Zusammensetzung beschichtet werden. Diese färbbare Beschichtung haftet bevorzugt an der linsenbildenden Zusammensetzung, so daß Farbstoffe später zu der resultierenden Augenglaslinse für die Färbung der Linse zugesetzt werden können.
Bei einer Ausführungsform können Farbstoffe zu der lin- senbildenden Zusammensetzung zugegeben werden. Es wird angenommen, daß bestimmte Farbstoffe verwendet werden können, um Umgebungssauerstoff anzugreifen und einzukapseln, so daß der Sauerstoff nicht mit freien Radikalen, welche während des Aushärtprozesses gebildet werden, reagieren kann. Ebenfalls können Farbstoffe zu der Zusammensetzung zugesetzt werden, um die Färbung einer nicht-aktivierten photochromen Linse zu verändern. Beispielsweise kann die gelbe Färbung, welche sich manchmal nach einer Herstellung einer Linse ergibt, "verborgen" werden, falls ein blau-roter oder blau-rosa Farbstoff in der linsenbildenden Zusammensetzung vorhanden ist. Die nicht-aktivierte Färbung einer photochromen Linse kann ebenfalls durch Zugabe von nicht-photochromen Pigmenten zu der linsenbildenden Zusammensetzung eingestellt werden.
Bei einer Ausführungsform kann die Augenglaslinse, welche geformt wird, mit einer hydrophoben Schicht, z. B. einer Hartüberzugsschicht, beschichtet werden. Die hydrophobe Schicht verlängert bevorzugt die Lebensdauer der photochromen Pigmente nahe der Oberfläche der Linse durch Verhinderung des Abbaues der photochromen Pigmente durch Wasser und Sauerstoff.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden beide Formteile mit einer ausgehärteten haftfördernden Zusammensetzung beschichtet, bevor die linsenbildende Zusammensetzung in dem Formhohlraum angeordnet wird. Versehen der Formteile mit einer solchen haftverbessernden Zusammensetzung ist bevorzugt zur Erhöhung der Haftung zwischen der Gießfläche der Form und der linsenbildenden Zusammensetzung. Die haftverbessernde Zusammensetzung reduziert daher die Möglichkeit einer vorzeitigen Freigabe der Linse von der Form. Weiterhin wird angenommen, daß eine solche Beschichtung ebenfalls eine Barriere für Sauerstoff und Feuchtigkeit auf der Linse bereitstellt, welche zum Schutz der photochromen Pigmente nahe bei der Oberfläche der Linse vor Abbau durch Sauerstoff und Feuchtigkeit dient. Weiterhin liefert die Beschichtung Abriebfestigkeit, chemische Beständigkeit und verbesserte kosmetische Eigenschaften bei der fertigen Linse.
Eine unter Anwendung der linsenbildenden Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung hergestellte Augenglaslinse ist nicht nur zur Verwendung als eine verschreibungspflichtige Linse anwendbar, und sie kann für nichtverschreibungspflichtige Linse ebenso verwendet werden. Insbesondere kann eine solche Linse in Sonnengläsern verwendet werden. Vorteilhafterweise würden photochrome Sonnenglaslinsen hell genug in ihrer Färbung bleiben, damit ein Benutzer durch sie deutlich sehen kann, während gleichzeitig aktivierendes Licht vor dem Durchtritt durch die Linsen gehemmt wird. Bei einer Ausführungsform kann ein Hintergrundfarbstoff zu der photochromen Linse zugesetzt werden, damit die Linse so erscheint, eine dunkle Schattierung der Färbung zu allen Zeiten wie typische Sonnengläser zu haben.
Jede der oben beschriebenen Ausführungsformen kann kombiniert oder einzeln angewandt werden.
VERFAHRENSBEISPIEL ZUM GIESSEN EINER KUNSTSTOFFLINSE, WELCHE PHOTOCHROMES MATERIAL ENTHÄLT
Eine polymerisierbare Mischung von PRO-629 (siehe oben für eine Beschreibung der Komponenten von PRO-629), photochromen Pigmenten und einem Photoinitiator/Co-Initiatorsystem für aktivierendes Licht wurde entsprechend der folgenden Arbeitsweise hergestellt. Eine photochrome Ausgangslösung wurde durch Auflösen der folgenden Pigmente in 484 Gramm HDDMA hergestellt.
Farbstoff #94 und Farbstoff #266 sind Indilinospiropyrane, kommerziell erhältlich von Chroma Chemicals, Inc., Dayton, Ohio. Variacrol Red PNO ist ein Spironaphthoxazinmaterial und Variacrol Yellow L ist ein Naphthopyranmaterial, beide kommerziell erhältlich von Great Lakes Chemical, West Lafayette, Indiana. Reversacol Corn Yellow und Reversacol Berry Red sind Naphthopyrane und Reversacol Sea Green und Reversacol Palatinate Purple sind Spironaphthoxazinmaterialien, kommerziell erhältlich von Keystone Analine Corporation, Chicago, Illinois.
Die gepulverten Pigmente wurden ausgewogen und in einem Becherglas angeordnet. Das HDDMA wurde zu den pulverisierten Pigmenten zugesetzt, und die gesamte Mischung wurde auf eine Temperatur in dem Bereich von etwa 50°C bis 60°C erwärmt und für 2 Stunden gerührt. Anschließend wurde die photochrome Ausgangslösung auf Zimmertemperatur abgekühlt, und durch Schwerkraft durch ein 10,16 cm (4 Zoll) tiefes Bett von basischem Aluminiumoxid in einer Kolonne von 2,54 cm (1 Zoll) Durchmesser geschickt. Vor Durchführen der Ausgangslösung durch das Aluminiumoxid wurde das Aluminiumoxid mit Aceton gewaschen und mit Luft getrocknet. Das zurückgebliebene HDDMA wurde aus dem Aluminiumoxid mit Druckluft herausgepreßt. Es wird angenommen, daß diese Filtrationsstufe irgendwelche Abbaunebenprodukte der photochromen Pigmente und/oder irgendwelche in der Mischung vorliegende Verunreinigungen entfernt. Nach der Filtrationsstufe wurde die Ausgangslösung durch ein Filter von 1 Mikron zur Entfernung von irgendwelchen Aluminiumoxidteilchen, welche durch die Kolonne mit der Ausgangslösung durchgetreten sein könnten, geschickt.
Eine Photoinitiator-Ausgangslösung, enthaltend einen Photoinitiator für aktivierendes Licht, kombiniert mit einem Absorber für aktivierendes Licht, wurde ebenfalls durch Mischen von 2,56 Gramm CGI-819 und 0,2 Gramm Tinuvin 400, einem Absorber für aktivierendes Licht, kommerziell erhältlich von Ciba Additives, Tarrytown, New York, mit 97,24 Gramm PRO-629 hergestellt. Die Ausgangslösung wurde für 2 Stunden bei Zimmertemperatur bei Abwesenheit von Licht gerührt. Die Photoinitiator-Ausgangslösung wurde dann durch Durchschicken durch eine Schicht von Aluminiumoxid und ein Filter von 1 Mikron filtriert. Die Ausgangslösung wurde in einem opaken Polyethylenbehälter zur Lagerung angeordnet.
Eine Hintergrundfarbstoff-Ausgangslösung wurde durch Mischen von 50 Gramm einer 422 ppm Lösung von A241/HDDMA, 50 Gramm einer 592 ppm Lösung von Thermoplast Red 454/HDDMA, 50 Gramm einer 490 ppm Lösung von Zapon Brown 286/HDDMA, 50 Gramm einer 450 ppm Lösung von Zapon Brown 287/HDDMA, 50 Gramm einer 1110 ppm Lösung von Oil Soluble Blue II/HDDMA und 50 Gramm einer 1110 ppm Lösung von Thermoplast Blue P/HDDMA, alle mit 700 Gramm PRO-629 hergestellt. Die gesamte Mischung wurde auf eine Temperatur im Bereich von etwa 50°C bis 60°C erwärmt und anschließend für 2 Stunden gerührt.

Eine linsenbildende Zusammensetzung wurde durch Zugabe von 12,48 Gramm der oben beschriebenen photochromen Ausgangslösung, 10 Gramm der Photoinitiator-Ausgangslösung, 27 Gramm der Hintergrundfarbstoff-Ausgangslösung und 7,3 Gramm des NMDEA-Co-Initiators zu 943,22 Gramm PRO-629 hergestellt. Die Komponenten der linsenbildenden Zusammensetzung wurden bei Zimmertemperatur für mehrere Minuten gerührt, bis sie gut gemischt waren. Diese Zusammensetzung wird im folgenden als PC #1 bezeichnet. Die PC#1 enthielt die folgenden Mengen von Komponenten.

Komponente	Menge
Tripropylenglycoldiacrylat	31,16%
Tetraethylenglycoldiacrylat	20,45%
Trimethylolpropantriacrylat	19,47%
Bisphenol-A-bisallylcarbonat	16,55%
Hexandioldimethacrylat	11,56%
Farbstoff #94	31,20 ppm
Farbstoff #266	11,20 ppm
Variacrol Red PNO	66,40 ppm
Variacrol Yellow L	40,90 ppm
Reversacol Corn Yellow	89,30 ppm
Reversacol Berry Red	73,60 ppm
Reversacol Sea Green	54,20 ppm
Reversacol Palatinate Purple	32,20 ppm
A241	0,57 ppm
Thermoplast Red 454	0,80 ppm
Zapon Brown 286	0,66 ppm
Zapon Brown 287	0,61 ppm
Oil Soluble Blue II	1,50 ppm
Thermoplast Blue	1,50 ppm
CGI-819	255,90 ppm
NMDEA	0,73%
Tinuvin 400	20,00 ppm

Eine konkave Glasform mit progressiver Addition von 80 mm Durchmesser, die einen Abstandsradius der Krümmung von 6,00 Dioptrien und eine bifokale Zusatzstärke von +1,75 Dioptrien hatte, wurde mit einer Mischung von Isopropylalkohol und destilliertem Wasser in gleichen Teilen besprüht und mit einem Tuch aus holzfreiem Papier trocken gewischt. Die Form wurde mit ihrer Gießoberfläche nach oben auf dem Zentrum einer Stufe montiert. Die Form wurde an der Stufe unter Verwendung von drei Kontaktpunkten vom Klammertyp in gleichem Abstand zum Halten des Umfanges der Form sicher befestigt. Die Formstufe hat eine an ihr befestigte Spindel, welche ausgelegt war, um eine Rotationsvorrichtung einer Einheit FastCast UX-462 Flashcure, kommerziell erhältlich von FastCast Corporation, Louisville, Kentucky, hieran zu befestigen. Die Formstufe mit der befestigten Form wurde auf der Rotationseinrichtung der Einheit Flashcure angeordnet. Die Form wurde mit annähernd 750 bis 900 Umdrehungen pro Minute rotiert. Eine Strömung von Isopropylalkohol wurde auf die Gießoberfläche gerichtet, während die Gießoberfläche gleichzeitig mit einem weichen Kamelhaarpinsel zum Reinigen der Oberfläche gebürstet wurde. Nach der Reinigungsstufe wurde die Formfläche durch Richten einer Strömung von analysenreinem Aceton über die Oberfläche und Ermöglichen des Abdampfens hiervon getrocknet, wobei dies immer unter Fortführung der Rotation der Form durchgeführt wurde.
Die Rotation der Form wurde dann beendet, und ein Fleck von 25,4 mm (1 Zoll) Durchmesser von flüssiger Beschichtungszusammensetzung wurde im Zentrum der waagerecht positionierten Glasform aus einer Quetschflasche aus Weichpolyethylen, die mit einer Düse mit einem Öffnungsdurchmesser von annähernd 1,02 mm (0,040 Zoll) versehen war, abgegeben. Der Rota tionsmotor wurde zum Rotieren der Form mit einer Geschwindigkeit von annähernd 750 bis 900 Umdrehungen pro Minute eingerastet, was bewirkte, daß sich das flüssige Material nach außen über die Fläche der Form ausbreitete. Unmittelbar danach wurde eine stetige Strömung einer Zusatzmenge von 1,5 bis 2,0 Gramm der Beschichtungszusammensetzung auf der Gießfläche der sich drehenden Form abgegeben. Die Strömung wurde von dem Zentrum zu der Kante der Gießfläche mit einer in einem Winkel von 45° positionierten Düsenspitze, annähernd 12 mm von der Formfläche entfernt, bewegt. Auf diese Weise war die Strömung mit der Richtung der Rotation der Form fließend.
Das in der Beschichtungszusammensetzung vorhandene Lösungsmittel wurde während des Rotierens der Form für 10 bis 15 Sekunden abdampfen gelassen. Die Rotation wurde abgebrochen, und die Beschichtungszusammensetzung auf der Form wurde durch gesamte Expositionen von annähernd 300 mJ/cm² von aktivierendem Licht ausgehärtet. Das Licht wurde von einer Mitteldruck-Quecksilberdampflampe, welche in der Einheit UX-462 FlashCure enthalten war, angeliefert. Alle Messungen der Lichtintensität/Dosierung, die hier angegeben sind, wurden mit einem Radiometer International Light IL-1400 Radiometer, ausgerüstet mit einem Detektorkopf XLR-340B, beide kommerziell erhältlich von International Light, Inc., Newburyport, Massachusetts, durchgeführt. Zu diesem Zeitpunkt wurde der Rotationsmotor erneut eingerastet, und annähernd 1,5 bis 2,0 Gramm von zusätzlicher Beschichtungszusammensetzung wurden auf der sich drehenden Form abgegeben. Das Lösungsmittel der Zusammensetzung wurde abdampfen gelassen, und die Zusammensetzung wurde in ähnlicher Weise wie die erste Schicht der Beschichtungszusammensetzung ausgehärtet.
Die oben beschriebene Beschichtungszusammensetzung umfaßte die folgenden Materialien:

Material Gew.-%

Irgacure 184 0,91%

Farbstoffabsorptionsstabilisator 0,80%

CN-104 2,00%

SR-601 1,00%

SR-399 8,60%

Aceton 26,00%

Ethanol 7,00%

1-Methoxypropanol 53,69%
Irgacure 184 ist ein Photoinitiator für aktivierendes Licht, kommerziell erhältlich von Ciba Additives, Inc., CN-104 ist ein Epoxyacrylatoligomeres, SR-601 ist ein ethoxyliertes Bisphenol-A-diacrylat und SR-399 ist Dipentaerythritpentaacrylat, alle erhältlich von Sartomer Company, Exton, Pennsylvania. Das Aceton, das Ethanol und das 1-Methoxypropanol waren alle analysenreine Lösungsmittel. Der Farbstoffabsorptionsbeschleuniger verbessert die Schlagfestigkeit der Linse und ist erhältlich von Crs di Claudio Crose, Mailand, Italien.
Eine konvexe Form mit einem Durchmesser von 80 mm mit Radien der Krümmung von 6,80/7,80 Dioptrien wurde gereinigt und unter Anwendung derselben Arbeitsweise wie zuvor beschrieben mit der Ausnahme beschichtet, daß keine Fleckenbildung der Beschichtungszusammensetzung im Zentrum der Form auftrat, wenn die Zusammensetzung hierauf abgegeben wurde.
Die konkave und die konvexe Form wurden dann zusammen mit einer Silikongummidichtung zusammengebaut. Eine hervorstehende Lippe auf dem inneren Umfang der Gummidichtung ergab einen Abstand von 2,8 mm zwischen den zwei Formen im Mittelpunkt. Zu diesem Zeitpunkt wurde die Anordnung Form/Dichtung auf einer Füllstufe positioniert. Die Kante der Dichtung wurde zurückgebogen, um das Füllen des Hohlraumes mit linsenbildender Zusammensetzung PC #1 zu ermöglichen. Die Kante der Dichtung wurde in ihre Abdichtstellung mit den Kanten der Formen zurückgebracht, und überschüssige linsenbildende Zusammensetzung wurde von der Nicht-Gießfläche der hinteren Form mit einer Saugeinrichtung abgesaugt. Die gefüllte Anordnung Form/Dichtung wurde dann von der Füllstufe zu der Aushärtkammer UX-462 überführt. Die Anordnung wurde mit der hinteren Form nach oben zeigend auf einer schwarzen Stufe, welche zum Halten der Anordnung Form/Dichtung ausgelegt war, angeordnet.
Ein Filter für aktivierendes Licht wurde dann auf der Oberseite der hinteren Form angeordnet. Das Filter hatte annähernd 80 mm Durchmesser, wobei dies derselbe wie der Formdurchmesser ist. Das Filter hatte ebenfalls eine sphärische Konfiguration mit einer Dicke im Zentrum von 6,7 mm und einer Dicke an der Kante von 5,5 mm. Das Filter wurde aus einer Gruppe von zuvor hergestellten Filtern entnommen. Diese Filter wurden unter Verwendung von Gießformen für Augenglaslinse und Dichtungen zur Herstellung von Hohlräumen, welche am dicksten im Zentrum (ein plus-sphärischer Hohlraum) und Hohlräumen, welche am dünnsten im Zentrum waren (ein minus-sphärischer Hohlraum), gebildet. Eine wulstförmige Komponente wurde ebenfalls bei einigen dieser Hohlräume eingebaut, um Verbindungshohlräume zu bilden.
Die Filterhohlräume wurden mit einer durch aktivierendes Licht aushärtbaren Zusammensetzung gefüllt, welche in Gewicht umfaßte: 99,37% PRO-629, 0,35% K-Harz, 0,27% NMDEA, 121 ppm CGI-819 und 10 ppm Tinuvin 400. K-Harz ist ein Styrol-Butadiencopolymeres, kommerziell erhältlich von Phillips Chemical Company. Zur Bildung dieser Zusammensetzung wurde das K-Harz zuerst in Toluol aufgelöst. Eine geeignete Menge der Toluollösung des K-Harzes wurde zu dem PRO-629 zugesetzt, und das Toluol wurde dann durch Wärme und unter Rühren abgedampft. Das NMDEA, CGI-19 und das Tinuvin 400 wurden dann zu der Lösung von PRO-629/K-Harz zugegeben. Die in den Hohlräumen enthaltenen Zusammensetzungen wurden durch Exposition gegenüber aktivierender Strahlung ausgehärtet. Dann wurde der ausgehärtete Gegenstand aus dem Formhohlraum entfernt, er zeigte ein hohes Ausmaß von Trübung, hervorgerufen durch die Unverträglichkeit des PRO-629 und des K-Harzes. Im strengsten Sinne des Wortes sei darauf hingewiesen, daß diese Filter keine "Linsen" waren, da ihre Funktion nicht das Fokussieren von Licht, sondern das Streuen und die Diffusion von Licht war.
Die Anordnung Form/Dichtung und das Filter wurden dann mit 4 aufeinanderfolgenden Dosen von aktivierendem Licht, insgesamt annähernd 1150 mJ/cm², bestrahlt, wie zuvor in der Ebene des Formhohlraumes ohne Filter und ohne irgendwelche anderen zwischengeschalteten Medien zwischen der Lichtquelle und der Ebene ausgemessen. Die Anordnung Form/Dichtung wurde dann auf der Stufe umgedreht, so daß die vordere Form nach oben zeigte. Die Anordnung Form/Dichtung wurde weiter um 90° rings um die paraxiale Achse aus ihrer ursprünglichen Stellung gedreht. Das Lichtfilter war dann über der vorderen Form angeordnet. Die gesamte Anordnung wurde dann 2 weiteren Dosen von aktivierendem Licht, insgesamt annähernd 575 mJ/cm², ausgesetzt. Die Anordnung Form/Dichtung wurde aus der Aushärtkammer entfernt. Die Dichtung wurde von den Formen entfernt, und die freiliegende Kante der Linse wurde zur Entfernung von irgendwelcher rückständigen Flüssigkeit abgewischt. Die Formen mit der Linse wurden dann in einer senkrechten Orientierung in einem Gestell angeordnet, und die Nicht-Gießflächen von sowohl der vorderen als auch der hinteren Form wurden Luft von Umgebungsraumtemperatur für eine Periode von annähernd 10 Minuten ausgesetzt. Zu diesem Zeitpunkt wurde die ganze Formanordnung in die Kammer UX-462 zurückgesetzt. Dann wurde ohne das zuvor genannte Lichtfilter an seiner Stelle die Formanordnung mit 4 Expositionen, insgesamt 600 mJ/cm², die auf die hintere Form gerichtet waren und 2 Expositionen, insgesamt 300 mJ/cm², die auf die vordere Form gerichtet waren, dosiert.
Im Anschluß an diese Expositionen wurde die Verbindung der hinteren Form und der Linse mit der Kante eines Messingspatels gekerbt. Die hintere Form wurde dann von der Linse durch Anordnen eines Delrin-Keiles geeigneter Größe zwischen der vorderen Form und der hinteren Form und Anlegen eines scharfen Schlages auf den Keil entfernt. Die Linse zusammen mit der vorderen Form, an welcher sie haftete, wurde unter fließendes Leitungswasser gehalten und gleichzeitig mit einer weichen Bürste zur Entfernung irgendwelcher Flocken oder Teilchen von Polymerem von den Kanten und der Oberfläche der Linse gebürstet. Die vordere Form wurde dann von der Linse durch Aufbrechen der Abdichtung zwischen den beiden mit der Spitze eines gegen die Verbindung der vorderen Form und der Linse gepreßten Stiftes getrennt. Die Linse wurde dann mit der konkaven Seite nach oben auf einem Linsengestell von vergleichbarer Auslegung zu der Formstufe mit der Ausnahme, daß die Klammern am Umfang zum Festhalten eines Werkstückes mit kleinerem Durchmesser ausgelegt waren, angeordnet. Die Linsenstufe mit der hierauf befestigten Linse wurde auf der Dreheinrichtung der Einheit UX-462 positioniert und mit etwa 750 bis 900 Umdrehungen pro Minute rotieren gelassen. Eine Strömung von Isopropylalkohol wurde auf die konkave Fläche unter gleichzeitigem Bürsten der Oberfläche mit einer weichen sauberen Bürste gerichtet.
Nach dem Bürsten wurde eine Strömung von Isopropylalkohol auf die Oberfläche der Linse gerichtet, und die Rotation wurde für eine Periode von annähernd 30 Sekunden fortgeführt, bis die Linse trocken war. Die Linse wurde auf der Stufe umgedreht, so daß die konvexe Oberfläche der Linse nach oben zeigte. Dann wurde der Reinigungsvorgang auf der konvexen Oberfläche wiederholt. Mit der konvexen Oberfläche nach oben zeigend wurde die Linse mit 4 Expositionen von aktivierendem Licht, insgesamt annähernd 1150 mJ/cm², dosiert. Die Linse wurde erneut auf der Stufe umgedreht, so daß die konkave Oberfläche nach oben zeigte. Die Linse wurde zusätzlichen 2 Expositionen, insgesamt 300 mJ/cm², unterzogen. Die Linse wurde von der Stufe entnommen und in einem Konvektionsofen bei 115°C für 5 Minuten angeordnet. Nach Anlassen der Linse wurde sie aus dem Ofen entnommen und auf Zimmertemperatur abkühlen gelassen. Zu diesem Zeitpunkt war die Linse fertig für die Formgebung mittels geeigneter Mittel, um in ein Brillengestell zu passen.
Die resultierende Linse hatte annähernd 72 mm Durchmesser. Die Linse hatte eine Dicke im Zentrum von 2,6 mm, eine Fokussiserstärke für den Abstand von –0,71–1,00 Dioptrien und eine bifokale Zusatzstärke von 1,74 Dioptrien. Die Linse schien eine ausgebleichte Färbung von braun zu haben. Ebenfalls zeigte die hergestellte Linse annähernd 75% Transmission für sichtbares Licht, gemessen mit einem Meßgerät Hoya ULT-3000 meter. Die Linse wurde Sonnenlicht am Mittag bei einer Temperatur von annähernd 24°C (75°F) für 3 Minuten ausgesetzt. Nach der Exposition gegenüber dem Sonnenlicht zeigte die Linse eine graue Färbung und eine Transmission für sichtbares Licht von annähernd 15%. Die optischen Eigenschaften der Linse schienen klar zu sein, ohne Bereiche von Aberration sowohl in dem Fernbereich als auch in dem Bereich des bifokalen Segmentes. Dieselben linsenbildenden Zusammensetzungen wurden zur Bildung einer Planolinse ausgehärtet, so daß die Linse mit einem Spektrophotometer Hewlitt Packard Modell 8453 UV-Vis abgetastet werden konnte. Siehe 37 für eine Auftragung der % Transmission gegenüber Wellenlänge (mm), wie von der Planolinse in ihrem belichteten Zustand (d. h. ohne Sonnenlichtexposition) gezeigt wurde. Die Linse zeigte sehr wenig Durchlässigkeit von Licht bei Wellenlängen unterhalb 370 nm.
Die Augenglaslinse dieses Beispiels wurde unter Verwendung von aktivierendem Licht ausgehärtet, obwohl die linsenbildende Zusammensetzung aktivierendes Licht absorbierende photochrome Pigmente einschloß. Da photochrome Pigmente die Neigung haben, aktivierendes Licht stark zu absorbieren, könnte aktivierendes Licht nicht bis zu den Tiefen der linsenbildenden Zusammensetzung eingedrungen sein. Die linsenbildende Zusammensetzung enthielt jedoch einen Co-Initiator in Verbindung mit einem Photoinitiator, um die Förderung des Aushärtens der gesamten linsenbildenden Zusammensetzung unterstützen zu helfen. Das vorliegende Beispiel zeigt daher, daß eine photochrome Linse, welche sowohl einen Photoinitiator als auch einen Co-Initiator enthält, unter Anwendung von aktivierendem Licht zur Initiierung der Polymerisation der linsenbildenden Zusammensetzung ausgehärtet werden kann.
BEISPIEL ZUM GIESSEN EINER FARBLOSEN LINSE, WELCHE AKTIVIERENDE ABSORBER ENTHÄLT
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wurde eine polymerisierbare Mischung von PRO-629 (siehe oben für eine Beschreibung der Komponenten von PRO-629), farblose, aktivierendes Licht absorbierende Verbindungen, einem Ultraviolettstabilisator, Hintergrundfarbstoffen und einer Packung von Photoinitiator/Co-Initiator für aktivierendes Licht entsprechend der folgenden Arbeitsweise hergestellt. 6 getrennte Ausgangslösungen wurden hergestellt. Eine Ausgangslösung enthielt den Photoinitiator, zwei Ausgangslösungen enthielten aktivierendes Licht absorbierende Verbindungen, eine Ausgangslösung enthielt Co-Initiatoren, eine Ausgangslösung enthielt einen Stabilisator für aktivierendes Licht und eine Ausgangslösung enthielt eine Packung von Hintergrundfarbstoff. Jede dieser Ausgangslösungen wurde durch Durchführen hiervon durch eine Kolonne von 1 Zoll Durchmesser, gepackt mit annähernd 30 Gramm basischem Aluminiumoxid, behandelt. Es wird angenommen, daß diese Stufe die Verunreinigungen reduzierte und die sauren Nebenprodukte, die in jeder der Zusätze zu dem PRO-629 vorhanden waren, abfing. Das Folgende ist eine detaillierte Beschreibung der Herstellung der oben erwähnten polymerisierbaren Mischung.
Etwa 500 Gramm einer Photoinitiator-Ausgangslösung wurde dadurch hergestellt, daß 2,5 Gew.-% von Bis(2,6-dimethoxybenzoyl)-(2,4,4-trimethylphenyl)phosphinoxid (CGI-819, kommerziell erhältlich von Ciba Additives) in Pro-629 aufgelöst wurde. Diese Mischung wurde durch eine Kolonne mit basischem Aluminiumoxid in der Dunkelheit durchgeschickt.
Etwa 500 Gramm der Absorberausgangslösung für aktivierendes Licht wurde durch Auflösen von 2,5 Gew.-% 2(2H-Benzotriazol-2-yl)-4-(1,1,3,3-tetramethyl)phenol (98% Reinheit) in PRO-629 hergestellt. Diese Mischung wurde ebenfalls durch eine Kolonne mit basischem Aluminiumoxid geschickt.
Etwa 500 Gramm der Co-Initiator-Ausgangslösung wurde durch Vermischen von 70 Gew.-% von CN-384 (einem reaktiven Amin-Co-Initiator, kommerziell erhältlich von Sartomer Company) in Pro-629 hergestellt. Diese Mischung wurde durch eine Kolonne von basischem Aluminiumoxid geschickt.
Etwa 271 Gramm einer Stabilisatorausgangslösung für aktivierendes Licht wurde durch Mischen von 5,55 Gew.-% Tinuvin 292 in PRO-629 hergestellt. Diese Mischung wurde durch eine Kolonne von basischem Aluminiumoxid geschickt.
Etwa 250 Gramm einer Absorberausgangslösung für aktivierendes Licht wurde durch Mischen von 5,0% Tinuvin 400 (d. h. einer Mischung von 2-[4-((2-Hydroxy-3-dodecyloxypropyl)-oxy]-2,2-hydroxyphenyl]-4,6-bis(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazin und 2-[5-((2-Hydroxy-3-tridecyloxypropyl)-oxy]-2-hydroxyphenyl]-4,6-bis(2,4-dimethylphenyl-1,3,5-triazin)) in Gewicht in PRO-629 hergestellt. Diese Mischung wurde durch eine Kolonne mit basischem Aluminiumoxid geschickt.
Etwa 1000 Gramm einer Hintergrundfarbstoff-Ausgangslösung wurde durch Vermischen von etwa 50 Gramm einer 592 ppm Lösung von Thermoplast Red 454/HDDMA, 50 Gramm einer 490 ppm Lösung von Zapon Brown 286/HDDMA, 50 Gramm einer 450 ppm Lösung von Zapon Brown 287/HDDMA, 50 Gramm einer 1110 ppm Lösung von Oil Soluble Blue II/HDDMA und 50 Gramm einer 1110 ppm Lösung von Thermoplast Blue P/HDDMA, alle mit 750 Gramm PRO-629, hergestellt. Die gesamte Mischung wurde auf eine Temperatur zwischen etwa 50° und 60°C erwärmt und für 2 Stunden gerührt. Diese Mischung wurde durch eine Kolonne mit basischem Aluminiumoxid geschickt.
Etwa 250 gramm CN-386 (ein reaktiver Amin-Co-Initiator, kommerziell erhältlich von Sartomer Company), wurde durch eine Kolonne mit basischem Aluminiumoxid geschickt.

Eine linsenbildende Zusammensetzung wurde durch Mischen von 967,75 Gramm Pro-629 mit 12,84 Gramm der Absorberausgangslösung für aktivierendes Licht mit 2,5% 2(2H-Benzotriazol-2-yl)-4-(1,1,3,3-tetramethyl)phenol, 4,3 Gramm der Co-Initiator-Ausgangslösung mit 70% CN-384, 8,16 Gramm der Photoinitiator-Ausgangslösung mit 2,5% CGI-819, 0,53 Gramm von CN-386, 1,54 g der Absorber-Ausgangslösung für aktivierendes Licht Tinuvin 400, 0,92 Gramm der Stabilisator-Ausgangslösung für aktivierendes Licht Tinuvin 292 und 4,0 Gramm der Hintergrundfarbstoff-Ausgangslösung hergestellt. Die resultierende linsenbildende Zusammensetzung enthielt die folgenden Komponenten:

Material	Gew.-%
PRO-629	99,10%
2(2H-Benzotriazol-2-yl)-4-(1,1,3,3-tetramethyl)phenol	321 ppm
Tinuvin 400	77 ppm
Tinuvin 292	51 ppm
CN-384	0,3%
CN-386	0,53%
CGI-819	204 ppm
Thermoplast Red	0,12 ppm
Zapon Brown 286	0,10 ppm
Zapon Brown 287	0,10 ppm
Oil Soluble Blue II	0,22 ppm
Thermoplast Blue	0,22 ppm

Eine abgeflachte konkave Glasform 28 mit einem Durchmesser von 80 mm mit einem Fernradius der Krümmung von 2,85 Dioptrien und einer bifokalen Zusatzstärke von +3,00 Dioptrien wurde mit einer Mischung von Isopropylalkohol und destilliertem Wasser in gleichen Teilen besprüht und mit einem Tuch aus holzfreiem Papier trocken gewischt. Die Form wurde mit ihrer Gießfläche nach oben auf einer Stufe angeordnet. Die Form wurde sicher an dem Mittelpunkt der Stufe unter Anwendung von drei Kontaktpunkten vom Klammertyp mit gleichem Abstand an dem Umfang der Form befestigt. Die Formstufe hatte eine hiermit verbundene Spindel, welche angepaßt war, um in die Rotationseinrichtung hineinzupassen, die in der Aushärteinheit FastCast UX-462 FlashCure Unit, kommerziell erhältlich von FastCast Corporation, Louisville, Kentucky, vorhanden war. Die Formstufe mit der hieran befestigten Form wurde auf der Rotationseinrichtung der Einheit FlashCure angeordnet. Die Form wurde mit annähernd 750 bis 900 Umdrehungen pro Minute rotiert. Eine Strömung des Isopropylalkohols wurde auf die Gießfläche gerichtet, während die Gießfläche gleichzeitig mit einer weichen Kamelhaarbürste zur Reinigung der Oberfläche gebürstet wurde. Nach der Reinigungsstufe wurde die Formfläche durch Richten einer Strömung von analysenreinem Aceton über die Oberfläche und Ermöglichen seines Verdampfens gerichtet, alles unter Fortführung der Rotation der Form.
Die Rotation der Form wurde dann beendet, und ein Fleck von 25,4 mm (1 Zoll) Durchmesser einer flüssigen Beschichtungszusammensetzung wurde im Zentrum der waagerecht positionierten Glasform aus einer Quetschflasche aus weichem Polyethylen, ausgerüstet mit einer Düse mit einem Öffnungsdurchmesser von annähernd 1,02 mm (0,040 Zoll) abgegeben. Der Rotationsmotor wurde eingerastet, um mit dem Rotieren der Form bei einer Geschwindigkeit von annähernd 750 bis 900 Umdrehungen pro Minute zu beginnen, was bewirkte, daß das flüssige Material sich über der Fläche der Form ausbreitete. Unmittelbar danach wurde eine gleichförmige Strömung von weiteren 1,5 bis 2,0 Gramm der Beschichtungszusammensetzung auf die Gießfläche der sich drehenden Form abgegeben. Die Strömung wurde vom Zentrum zur Kante der Gießfläche mit einer Düsenspitze, positioniert mit einem Winkel von 45 Grad annähernd 12 mm von der Formfläche entfernt, bewegt. Auf diese Weise strömte die Strömung mit der Richtung der Rotation der Form.
Das in der Beschichtungszusammensetzung vorhandene Lösungsmittel wurde für 10 bis 15 Sekunden unter Rotieren abdampfen gelassen. Die Rotation wurde gestoppt, und die Beschichtungszusammensetzung, welche auf der Form war, wurde durch zwei Expositionen mit aktivierendem Licht, abgegeben von der Mitteldruck-Quecksilberdampflampe, die in der Einheit UX-462 F1ashCure enthalten war, ausgehärtet, insgesamt annähernd 300 mJ/cm². Alle Messungen der Lichtintensität/Dosierung, wie hier angegeben, wurden mit einem Radiometer International Light IL-1400 Radiometer, ausgerüstet mit einem Detektorkopf XLR-340B, beide kommerziell erhältlich von International Light, Inc., Newburyport, Massachusetts, durchgeführt.
Die oben beschriebene Beschichtungszusammensetzung enthielt die folgenden Materialien:

Material Gew.-%

Irgacure 184 0,91%

Farbstoffabsorptionsbeschleuniger 0,80%

CN-104 2,00%

SR-601 1,00%

SR-399 8,60%

Aceton 26,00%

Ethanol 7,00%

1-Methoxypropanol 53,69%
Irgacure 184 ist ein Photoinitiator für aktivierendes Licht, kommerziell erhältlich von Ciba Additives, Inc., CN-104 ist ein Epoxyacrylatoligomeres, SR-601 ist ein ethoxyliertes Bisphenol-A-diacrylat und SR-399 ist Dipentaerythritpentaacrylat, alle erhältlich von Sartomer Company, Exton, Pennsylvania. Das Aceton, das Ethanol und das 1-Methoxypropanol waren alle analysenreine Lösungsmittel. Der Beschleuniger für die Farbstoffabsorption verbessert die Schlagfestigkeit der Linse und ist erhältlich von Crs di Crose, Mailand, Italien.
Eine konvexe Form mit einem Durchmesser von 80 mm mit Radien der Krümmung von 7,05 Dioptrien wurde gereinigt und in derselben Weise wie oben beschrieben mit der Ausnahme, daß keine Feckbildung der Beschichtungszusammensetzung im Zentrum der Form auftrat, wenn die Zusammensetzung hierauf abgegeben wurde, beschichtet.
Sowohl die konkave als auch die konvexe Form wurden dann mit einer gehärteten die Haftung fördernden Beschichtungszusammensetzung versehen. Durch Anbringen einer solchen Beschichtung wurde die Haftung zwischen der Gießfläche der Glasform und der linsenbildenden Zusammensetzung verbessert, wodurch die Möglichkeit von vorzeitiger Freigabe der Linse von der Form reduziert wurde. Die Beschichtung lieferte weiterhin Abriebfestigkeit, chemische Beständigkeit und verbesserte kosmetische Eigenschaften bei der fertigen Linse.
Die konkave und die konvexe Form wurden dann in einer Silikongummidichtung zusammengebaut. Eine vorstehende Lippe, die am inneren Umfang der Gummidichtung vorlag, lieferte einen Abstand von 1,7 mm zwischen den zwei Formen am Mittelpunkt. Zu diesem Zeitpunkt wurde die Anordnung Form/Dichtung auf einer Füllstufe positioniert. Die Kante der Dichtung wurde zurückgebogen, um das Füllen des Hohlraumes mit der oben beschriebenen farblosen linsenbildenden Zusammensetzung, welche aktivierendes Licht absorbierende Verbindungen enthielt, zu ermöglichen. Die Kante der Dichtung wurde in ihre Abdichtungsstellung mit den Kanten der Form zurückgebracht, und die überschüssige linsenbildende Zusammensetzung wurde von der Nicht-Gießfläche der hinteren Form mit einer Saugeinrichtung abgesaugt. Die gefüllte Anordnung Form/Dichtung wurde dann von der Füllstufe zu der Aushärtkammer UX-462 überführt und mit der hinteren Form nach oben auf einer schwarzen Stufe, welche zum Halten der Anordnung Form/Dichtung ausgelegt war, angeordnet.
Ein Filter für aktivierendes Licht wurde dann auf der Oberseite der hinteren Form angeordnet. Das Filter hatte annähernd 80 mm Durchmesser, wobei dies derselbe wie der Formdurchmesser ist. Er hatte eine Planokonfiguration mit einer Dicke von 3,1 mm. Dieses Filter ließ annähernd 30% des von der Quelle einfallenden aktivierenden Lichtes durch, gemessen unter Anwendung des Radiometers IL1400 mit einem Detektorkopf XRL-340B. Das Filter wurde aus einer Gruppe von zuvor hergestellten Filtern entnommen. Die Herstellung dieser Filter war in dem Beispiel zum Gießen einer Kunststofflinse, welche photochromes Material enthält (siehe oben), erläutert.
Die Anordnung Form/Dichtung, in welcher die linsenbildende Zusammensetzung angeordnet worden war und welche durch das oben beschriebene Filter abgedeckt war, wurde dann mit 4 aufeinanderfolgenden Dosen von aktivierendem Licht, insgesamt annähernd 600 mJ/cm², bestrahlt, gemessen unter Verwendung des Radiometers IL-1400, ausgerüstet mit dem Detektor XLR-340B. Diese Messung wurde in der Ebene des Formhohlraumes durchgeführt, wobei kein Filter oder irgendein zwischengeschaltetes Medium zwischen der Lichtquelle und der Ebene vorlag. Die Anordnung Form/Dichtung wurde dann auf der Stufe gedreht, so daß die vordere Form nach oben zeigte. Die Anordnung Form/Dichtung wurde weiter um 90 Grad rings um die paraxiale Achse aus ihrer ursprünglichen Stellung gedreht. Das Lichtfilter wurde dann über der vorderen Form erneut angeordnet. Die gesamte Anordnung wurde zwei weiteren Dosen von aktivierendem Licht, insgesamt annähernd 300 mJ/cm², ausgesetzt.
Die Anordnung Form/Dichtung wurde dann aus der Aushärtkammer entfernt, und die Dichtung wurde von der Anordnung entfernt. Die Form mit der Linse wurde dann in die Aushärtkammer UX-462 rückgeführt, so daß die hintere Form nach oben zeigte. Eine opake Gummischeibe, annähernd mit einem Durchmesser von 80 mm, wurde über der hinteren Form angeordnet. Die Scheibe hatte die Funktion zu verhindern, daß aktivierendes Licht auf den größeren Teil des innerhalb des Hohlraumes enthaltenen Materials auftraf. Bei der Scheibe in ihrer Stellung wurde die Zelle zwei weiteren Expositionen bei 300 mJ/cm² ausgesetzt. Diese nachfolgende Exposition wurde verwendet, um rückständige Flüssigkeit rings um die Kanten der Linse auszuhärten, insbesondere rings um die Verbindung zwischen der vorderen Form und der Linse, sowie zur Unterstützung der Abdichtung der Peripherie. Die Formanordnung wurde aus der Aushärtkammer entfernt und in senkrechte Orientierung in einem Gestell angeordnet. Die Nicht-Gießflächen von sowohl der vorderen Form als auch der hinteren Form wurden dann Luft von Umgebungszimmertemperatur für eine Zeitspanne von annähernd 15 Minuten ausgesetzt. Zu diesem Zeitpunkt wurde die gesamte Formanordnung in die Kammer UX-462 zurückgesetzt, ohne das zuvor genannte Lichtfilter oder die opake Scheibe an Ort und Stelle, wurde mit zwei Expositionen, insgesamt 300 mJ/cm², dosiert, die auf die hintere Form gerichtet waren, und mit zwei Expositionen, insgesamt 300 mJ/cm², die auf die vordere Form gerichtet waren.
Im Anschluß an diese Expositionen wurde die Verbindung der hinteren Form und der Linse mit der Kante eines Messingspatels gekerbt. Die hintere Form wurde dann von der Linse durch Anordnen eines Delrin-Keiles von geeigneter Größe zwischen der vorderen und der hinteren Form und Anlegen eines scharfen Schlages auf den Keil entfernt. Die Linse mit der hieran befestigten vorderen Form wurde unter fließendes Leitungswasser gehalten und gleichzeitig mit einer weichen Bürste zur Entfernung irgendwelcher Flocken oder Teilchen von Polymerem von den Kanten und der Oberfläche der Linse gebürstet. Die vordere Form wurde dann von der Linse durch Aufbre chen der Abdichtung zwischen beiden getrennt, wobei die Spitze eines Stiftes gegen die Verbindung der vorderen Form und der Linse gepreßt wurde. Die Linse wurde dann mit der konkaven Seite nach oben auf einer Linsenstufe von ähnlicher Auslegung wie die Formstufe mit der Ausnahme, daß die peripheren Klammern zum Festhalten eines Werkstückes mit kleinerem Durchmesser ausgelegt waren, angeordnet. Die Linsenstufe mit der hieran befestigten Linse wurde auf der Rotationseinrichtung der Einheit UX-462 positioniert und bei 750–900 Umdrehungen pro Minute rotieren gelassen. Eine Strömung von Isopropylalkohol wurde auf die konkave Oberfläche unter gleichzeitigem Bürsten mit einer sauberen weichen Bürste gerichtet.
Nach dem Bürsten wurde eine Strömung von Isopropylalkohol auf die Oberfläche der Linse gerichtet, und die Rotation wurde für eine Periode von annähernd 30 Sekunden fortgeführt, bis die Linse trocken war. Die Linse wurde auf der Stufe umgedreht, so daß die konvexe Oberfläche der Linse nach oben zeigte. Dann wurde der Reinigungsvorgang auf der konvexen Oberfläche wiederholt. Mit der konvexen Oberfläche nach oben wurde die Linse mit 4 Expositionen von aktivierendem Licht, insgesamt annähernd 1150 mJ/cm², dosiert. Die Linse wurde auf der Stufe umgedreht, so daß die konkave Oberfläche nach oben zeigte. Die Linse wurde zusätzlichen 2 Expositionen, insgesamt 300 mJ/cm², ausgesetzt. Die Linse wurde dann von der Stufe entfernt und in einem Konvektionsofen bei 115°C für 5 Minuten angeordnet. Die Linse wurde dann aus dem Ofen entnommen und auf Zimmertemperatur abkühlen gelassen. Zu diesem Zeitpunkt war die Linse fertig für das Anpassen mittels konventioneller Einrichtungen, um in einen Brillenrahmen zu passen.
Die resultierende Linse hatte einen Durchmesser von annähernd 72 mm, hatte eine Dicke im Zentrum von 1,5 mm, eine Fernfokussierstärke von –4,08 Dioptrien und eine bifokale Zusatzstärke von 3,00 Dioptrien. Die resultierende Linse war wasserklar. Die optischen Eigenschaften der Linse waren scharf, ohne Bereiche mit Aberration in sowohl der Ferne als auch den bifokalen Segmentbereichen. Dieselbe linsenbildende Zusammensetzung wurde zur Herstellung einer Planolinse ausgehärtet. Die Planolinse wurde dann mit einem Spektrophotometer Hewlitt Packard Modell 8453 UV-Vis gescannt. Siehe 38 für eine Auftragung der % Durchlässigkeit gegenüber der Wellenlänge (nm), wie sie von der photochromen Linse bei der Exposition gegenüber Sonnenlicht gezeigt wurde. Die Linse zeigte tatsächlich keine Durchlässigkeit von Licht bei Wellenlängen unterhalb etwa 370 nm. Ebenfalls in 38 gezeigt sind die Ergebnisse einer ähnlichen Abtastung, durchgeführt an einer Planolinse, die unter Verwendung der linsenbildenden Zusammensetzung OMB-91 hergestellt worden war (siehe den vorherigen Abschnitt Anwendung von gepulstem aktivierendem Licht für Komponenten von OMB-91). Die OMB-91-Linse, welche keine aktivierendes Licht absorbierenden Verbindungen hatte, scheint Licht bei Wellenlängen kürzer als 370 nm durchzulassen, nicht so die farblose Linse, welche aktivierendes Licht absorbierende Verbindungen enthielt.
Die Augenglaslinse dieses Beispiels wurde unter Verwendung von aktivierendem Licht ausgehärtet, obwohl die linsenbildende Zusammensetzung aktivierendes Licht absorbierende Verbindungen einschloß. Da aktivierendes Licht absorbierende Verbindungen die Neigung haben, aktivierendes Licht stark zu absorbieren, könnte das aktivierende Licht nicht zu den Tiefen der linsenbildenden Zusammensetzung durchgedrungen sein. Die linsenbildende Zusammensetzung enthielt jedoch einen Co-Initiator in Verbindung mit einem Photoinitiator, um das Aushärten der gesamten linsenbildenden Zusammensetzung fördern zu helfen. Das vorliegende Beispiel zeigt daher, daß eine aktivierendes Licht absorbierende Verbindungen enthaltende Linse unter Verwendung von aktivierendem Licht zur Initiierung der Polymerisation einer linsenbildenden Zusammensetzung, welche ein System Photoinitiator/Co-Initiator enthält, ausgehärtet werden kann.
BEISPIEL ZUM GIESSEN EINER GEFÄRBTEN LINSE, WELCHE AKTIVIERENDE ABSORBER ENTHÄLT
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wurde eine polymerisierbare Mischung von PRO-629 (siehe oben für eine Beschreibung der Komponenten von PRO-629), fixierten Pigmenten und einer Packung von Photoinitiator/Co-Initiator für aktivierendes Licht entsprechend der folgenden Arbeitsweise hergestellt. 9 getrennte Ausgangslösungen wurden hergestellt. 7 der Ausgangslösungen enthielten fixierte Pigmente, eine der Ausgangslösungen enthielt eine aktivierendes Licht absorbierende Verbindung und eine der Ausgangslösungen enthielt einen Photoinitiator. Jede dieser Ausgangslösungen wurde durch Durchführen hiervon durch eine Kolonne mit einem Durchmesser von 25,4 mm (1 Zoll), gepackt mit annähernd 30 Gramm basischem Aluminiumoxid, behandelt. Es wird angenommen, daß diese Stufe die Verunreinigungen reduziert und die sauren Nebenprodukte abfängt, die in jeder der Zusätze in dem PRO-629 vorhanden waren.
Für jedes der folgenden fixierten Pigmente wurde eine Ausgangslösung nach der folgenden Arbeitsweise hergestellt. Die verwendeten Pigmente waren Thermoplast Red 454, Thermoplast Blue P, Oil Soluble Blue II, Zapon Green 936, Zapon Brown 286, Zapon Brown 287, Thermoplast Yellow 284. 1 Gramm eines jeden Pigmentes wurde in 499 Gramm HDDMA aufgelöst. Jede Mischung wurde auf eine Temperatur im Bereich von etwa 50°C bis 60°C für annähernd 2 Stunden erwärmt. Diese Mischung wurde durch eine Kolonne mit basischem Aluminiumoxid geschickt. Das Aluminiumoxid wurde dann mit 200 Gramm HDDMA bei einer Temperatur von 50°C bis 60°C gewaschen, gefolgt von 300 Gramm PRO-629 bei einer Temperatur von 50°C bis 60°C. Diese Waschstufe stellte sicher, daß irgendwelche in dem Aluminiumoxid eingefangene Pigmente in die Ausgangslösung gewaschen wurden. Dies ergab Ausgangslösungen, welche eine Konzentrati on von 0,1% von jedem Pigment in 29,97 PRO-629 und 69,93 HDDMA enthielten.
Etwa 250 Gramm der Ausgangslösung von Absorber für aktivierendes Licht wurde hergestellt durch Auflösen von 5,0% Tinuvin 400 (einer Mischung von 2-[4-((2-Hydroxy-3-dodecyloxypropyl)-oxy]-2,2-hydroxyphenyl]-4,6-bis(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazin und 2-[4-((2-Hydroxy-3-tridecyloxypropyl)-oxy]-2-hydroxyphenyl]-4,6-bis(2,4-dimethylphenyl-1,3,5-triazin) in Gewicht in PRO-629. Diese Mischung wurde durch eine Kolonne von basischem Aluminiumoxid durchgeschickt.
Etwa 500 Gramm der Photoinitiator-Ausgangslösung wurde durch Auflösen von 2,5 Gew.-% Bis(2,6-dimethoxybenzoyl)-(2,4,4-trimethylphenyl)phosphinoxid (CGI-819, kommerziell erhältlich von Ciba Additives) in Pro-629 hergestellt. Diese Mischung wurde durch eine Kolonne von basischem Aluminiumoxid in der Dunkelheit durchgeschickt.

Eine linsenbildende Zusammensetzung wurde durch Mischen von 685,3 Gramm Pro-629 mit 10,48 Gramm der Photoinitiator-Ausgangslösung mit 2,5% CGI-819, 5,3 Gramm von NMDEA (N-Methyldiethanolamin, kommerziell erhältlich von Aldrich Chemicals), 0,6 Gramm Ausgangslösung von Absorber für aktivierendes Licht Tinuvin 400, 7 Gramm der Ausgangslösung von Thermoplast Red, 58,3 Gramm der Ausgangslösung von Thermoplast Blue, 55,5 der Ausgangslösung von Oil Soluble Blue II, 29,2 Gramm der Ausgangslösung von Zapon Green 936, 68,1 Gramm der Ausgangslösung von Zapon Brown 286, 38,9 Gramm der Ausgangslösung von Zapon Brown 287 und 41,3 Gramm der Ausgangslösung von Thermoplast Yellow 104 hergestellt. Die resultierende linsenbildende Zusammensetzung enthielt die folgenden Komponenten:

Material	Gew.-%
Bisphenol-A-bisallylcarbonat	13,35%
Tripropylenglycoldiacrylat	25,13%
Tetraethylenglycoldiacrylat	16,49%
Trimethylolpropantriacrylat	15,71%
Hexandioldimethacrylat	28,75%
Thermoplast Red	7,0 ppm
Zapon Brown 286	68,1 ppm
Zapon Brown 287	38,9 ppm
Oil Soluble Blue II	55,5 ppm
Thermoplast Blue	58,3 ppm
Zapon Green 936	29,2 ppm
Thermoplast Yellow 104	41,3 ppm
NMDEA	0,53%
CGI-819	262 ppm
Tinuvin 400	30 ppm

Eine konkave Glasform mit einem Durchmesser von 80 mm, einsichtig, mit einem Fernradius der Krümmung von 6,00 Dioptrien wurde mit einer Mischung von Isopropylalkohol und destilliertem Wasser in gleichen Teilen besprüht und mit einem Tuch aus holzfreiem Papier trocken gewischt. Die Form wurde dann mit ihrer Gießfläche nach oben auf dem Zentrum einer Stufe montiert. Die Form wurde sicher an der Stufe mit drei Kontaktpunkten vom Klammertyp in gleichen Abständen an dem Umfang der Form befestigt. Diese Formstufe hatte eine hieran befestigte Spindel, welche so ausgelegt war, daß sie in eine Rotationsvorrichtung einer Einheit FastCast UX-462 FlashCure Unit, kommerziell erhältlich von FastCast Corporation, Louisville, Kentucky, paßte. Die Formstufe mit der befestigten Form wurde in der Rotationseinrichtung der Einheit FlashCure angeordnet. Die Form wurde mit annähernd 750 bis 900 Umdrehungen pro Minute rotiert. Eine Strömung von Isopropylalkohol wurde auf die Gießfläche gerichtet, während die Gießfläche gleichzeitig mit einem weichen Kamelhaarpinsel gebürstet wurde. Nach der Reinigungsstufe wurde die Formfläche durch Richten einer Strömung von analysenreinem Aceton über die Ober fläche und Ermöglichen des Verdampfens hiervon, alles unter Fortführung der Rotation der Form, getrocknet.
Die Rotation der Form wurde dann beendet. Ein Fleck von 25,4 mm (1 Zoll) Durchmesser einer flüssigen Beschichtungszusammensetzung wurde im Zentrum der waagerecht angeordneten Glasform aus einer Quetschflasche aus Weichpolyethylen, ausgerüstet mit einer Düse mit einem Öffnungsdurchmesser von annähernd 1,02 mm (0,040 Zoll) abgegeben. Der Rotationsmotor wurde eingerastet, um mit dem Rotieren der Form mit einer Geschwindigkeit von annähernd 750 bis 900 Umdrehungen pro Minute zu beginnen, dies bewirkte, daß flüssiges Material sich nach außen über die Fläche der Form ausbreitete. Unmittelbar danach wurde eine stetige Strömung von zusätzlichen 1,5 bis 2,0 Gramm dieser Beschichtungszusammensetzung auf die Gießfläche der sich drehenden Form abgegeben. Die Strömung wurde vom Zentrum zu der Kante der Gießfläche mit einer in einem Winkel von 45° annähernd 12 mm von der Formfläche entfernt angeordneten Düsenspitze bewegt. Auf diese Weise strömte die Strömung mit der Richtung der Rotation der Form.
Das in der Beschichtungszusammensetzung vorliegende Lösungsmittel wurde für 10 bis 15 Sekunden unter Rotieren der Form abdampfen gelassen. Die Rotation wurde gestoppt, und die auf der Form vorliegende Beschichtungszusammensetzung wurde durch zwei Expositionen mit aktivierendem Licht, abgegeben aus der Mitteldruck-Quecksilberdampflampe, die in der Einheit UX-462 FlashCure vorhanden war, ausgehärtet, insgesamt annähernd 300 mJ/cm². Alle Messungen der Lichtintensität/Dosierung, die hier angegeben sind, wurden mit einem Radiometer International Light IL-1400 Radiometer, ausgerüstet mit einem Detektorkopf XLR-340B, beide kommerziell erhältlich von International Light, Inc., Newburyport, Massachusetts, durchgeführt.
Die oben beschriebene Beschichtungszusammensetzung umfaßte die folgenden Materialien:

Material Gew.-%

Irgacure 184 0,91%

Farbstoffabsorptionsbeschleuniger 0,80%

CN-104 2,00%

SR-601 1,00%

SR-399 8,60%

Aceton 26,00%

Ethanol 7,00%

1-Methoxypropanol 53,69%
Irgacure 184 ist ein Photoinitiator für aktivierendes Licht, kommerziell erhältlich von Ciba Additives, Inc., CN-104 ist ein Epoxyacrylatoligomeres, SR-601 ist ein ethoxyliertes Bisphenol-A-diacrylat und SR-399 ist Dipentaerythritpentaacrylat, alle erhältlich von Sartomer Company, Exton, Pennsylvania. Das Aceton, das Ethanol und das 1-Methoxypropanol waren alle analysenreine Lösungsmittel. Der Farbstoffabsorptionsbeschleuniger verbessert die Schlagfestigkeit der Linse und ist erhältlich von Crs di Claudio Crose in Mailand, Italien.
Eine konvexe Form mit einem Durchmesser von 80 mm mit Radien der Krümmung von 6,05 Dioptrien wurden gereinigt und in derselben Weise beschichtet mit der Ausnahme, daß keine Fleckbildung der Beschichtungszusammensetzung im Zentrum der Form auftrat, wenn die Zusammensetzung hierauf abgegeben wurde.
Die konkave und konvexe Form wurden dann mit einer ausgehärteten haftverbessernden Beschichtungszusammensetzung beschichtet. Durch Vorsehen einer solchen Beschichtung wird die Haftung zwischen der Gießfläche der Glasform und der aushärtenden, linsenbildenden Zusammensetzung erhöht, wodurch die Möglichkeit einer vorzeitigen Freigabe der Linse von der Form reduziert wird. Die Beschichtung liefert ebenfalls Abriebfe stigkeit, chemische Beständigkeit und verbesserte kosmetische Eigenschaften bei der fertiggestellten Linse.
Die konkave und konvexe Form wurden dann zusammen mit einer Dichtung aus Ethylen-Vinylacetat zusammengebaut. Eine vorstehende Lippe auf dem inneren Umfang der Gummidichtung lieferte einen Abstand von 3,0 mm zwischen den zwei Formen im Mittelpunkt. Zu diesem Zeitpunkt wurde die Anordnung Form/Dichtung auf einer Füllstufe befestigt. Die Kante der Dichtung wurde zurückgebogen, um das Füllen des Hohlraumes mit der oben beschriebenen farblosen, linsenbildenden Zusammensetzung, welche aktivierendes Licht absorbierende Verbindungen enthielt, zu ermöglichen. Die Kante der Dichtung wurde in ihre abdichtende Stellung mit den Kanten der Formen zurückgebracht, und die überschüssige linsenbildende Zusammensetzung wurde von der Nicht-Gießfläche der hinteren Form mit einer Absaugvorrichtung abgesaugt. Die gefüllte Anordnung von Form/Dichtung wurde von der Füllstufe zu der Aushärtkammer UX-462 überführt. Die Anordnung wurde mit der hinteren Form nach oben auf einer schwarzen Stufe, welche zum Halten der Anordnung Form/Dichtung ausgelegt war, angeordnet.
Ein Filter für aktivierendes Licht wurde dann auf dem Oberteil der hinteren Form angeordnet. Das Filter hatte annähernd 80 mm Durchmesser, wobei dies derselbe wie der Formdurchmesser ist. Es hatte eine Planokonfiguration mit einer Dicke von 3,1 mm. Dieses Filter ließ annähernd 30% des einfallenden aktivierenden Lichtes von der Quelle durch, gemessen unter Verwendung des Radiometers IL 1400 mit einem Detektorkopf XRL-340B. Das Filter wurde aus einer Gruppe von zuvor hergestellten Filtern entnommen. Die Herstellung dieser Filter wurde in dem Beispiel für das Gießen einer Kunststofflinse, welche photochromes Material enthält, erläutert.
Die Anordnung Form/Dichtung, welche die linsenbildende Zusammensetzung enthält, wurde dann mit 6 aufeinanderfolgenden Dosen von aktivierendem Licht, insgesamt annähernd 1724 mJ/cm², bestrahlt, gemessen wie zuvor unter Verwendung des Radiometers IL-1400 mit dem Detektor XLR-340B in der Ebene des Formhohlraumes ohne Filter oder irgendwelche zwischengelegte Medien zwischen der Lichtquelle und der Ebene. Die Anordnung Form/Dichtung wurde dann auf der Stufe gedreht, so daß die vordere Form nach oben zeigte. Die gesamte Anordnung wurde dann 6 weiteren Dosen von aktivierendem Licht, insgesamt annähernd 1725 mJ/cm², ausgesetzt. Die Anordnung Form/Dichtung wurde von der Aushärtkammer entfernt. Die Dichtung wurde von den Formen entfernt, und die Anordnung wurde in senkrechter Orientierung in einem Gestell angeordnet, so daß die Nicht-Gießflächen von sowohl der vorderen Form als auch der hinteren Form Luft von Umgebungszimmertemperatur für eine Periode von annähernd 10 Minuten ausgesetzt waren. Zu diesem Zeitpunkt wurde die Anordnung in die Kammer UX-462 zurückgebracht und mit 4 Expositionen, insgesamt 600 mJ/cm², gerichtet zu der hinteren Form und 4 Expositionen, insgesamt 600 mJ/cm², gerichtet zu der vorderen Form dosiert.
Anschließend an diese Expositionen wurde die Verbindung der hinteren Form und der Linse mit der Kante eines Messingspatels gekerbt. Die hintere Form wurde von der Linse durch Anordnung eines Delrin-Keiles von geeigneter Größe zwischen der vorderen und der hinteren Form und Anlegen eines scharfen Schlages auf den Keil entfernt. Die Linse mit der hieran befestigten vorderen Form wurde unter fließendes Leitungswasser gehalten und gleichzeitig mit einer weichen Bürste zur Entfernung irgendwelcher Flocken oder Teilchen von Polymerem von den Kanten und der Oberfläche der Linse gebürstet. Die vordere Form wurde dann von der Linse durch Brechen der Siegelung zwischen beiden unter Pressen der Spitze eines Stiftes gegen die Verbindung der vorderen Form und der Linse gebrochen. Die Linse wurde dann mit der konkaven Seite nach oben auf einer Linsenstufe von vergleichbarer Auslegung zu der Formstufe angeordnet, ausgenommen, daß die Umfangsklammern so ausgelegt waren, daß sie ein Werkstück mit kleinerem Durchmesser sicher hielten. Die Linsenstufe mit der befestigten Linse wurde auf der Rotationseinrichtung der Einheit UX-462 angeordnet und mit 750 bis 900 Umdrehungen pro Minute rotieren gelassen. Eine Strömung von Isopropylalkohol wurde auf die konkave Oberfläche unter gleichzeitigem Bürsten mit einer weichen sauberen Bürste gerichtet.
Nach dem Bürsten wurde eine Strömung von Isopropylalkohol auf die Oberfläche der Linse gerichtet, und die Rotation wurde für eine Zeitspanne von annähernd 30 Sekunden, bis die Linse trocken war, fortgeführt. Die Linse wurde auf der Stufe gedreht, so daß die konvexe Oberfläche der Linse nach oben zeigte. Dann wurde der Reinigungsvorgang auf der konvexen Oberfläche wiederholt. Mit der konvexen Oberfläche nach oben gerichtet wurde die Linse mit 4 Expositionen von aktivierendem Licht, insgesamt annähernd 1150 mJ/cm², dosiert. Die Linse wurde auf der Stufe gedreht, so daß die konkave Oberfläche nach oben zeigte. Die Linse wurde mit weiteren 2 Expositionen, insgesamt 300 mJ/cm², dosiert. Die Linse wurde von der Stufe entfernt und in einem Konvektionsofen bei 115°C für 5 Minuten angeordnet. Die Linse wurde dann aus dem Ofen entnommen und auf Zimmertemperatur abkühlen gelassen. Zu diesem Zeitpunkt war die Linse fertig für das Einpassen mittels konventioneller Einrichtungen in ein Brillengestell.
Die resultierende Linse hatte einen Durchmesser von annähernd 74 mm, hatte eine Dicke im Zentrum von 2,7 mm und eine Fokussierstärke für die Ferne von +0,06 Dioptrien. Die resultierende Linse war in ihrer Färbung dunkelgrün/grau und könnte als Sonnenglaslinse verwendet werden. Die optischen Eigenschaften der Linse waren scharf ohne Bereiche von Aberration. Die Linse zeigte Transmission für sichtbares Licht von annähernd 10%. Beim Abtasten mit einem Spektrophotometer Hewlett Packard Modell UV-Vis ließ die Linse praktisch kein Licht bei Wellenlängen geringer als 650 nm durch.
Die Sonnenglaslinse dieses Beispiels wurde unter Verwendung von aktivierendem Licht ausgehärtet, obwohl die linsenbildende Zusammensetzung aktivierendes Licht absorbierende fixierte Pigmente einschloß. Da solche fixierte Pigmente die Neigung haben, aktivierendes Licht stark zu absorbieren, könnte aktivierendes Licht nicht bis zu den Tiefen der linsenbildenden Zusammensetzung eingedrungen sein. Die linsenbildende Zusammensetzung enthielt jedoch einen Co-Initiator in Verbindung mit einem Photoinitiator, um die Förderung des Aushärtens der gesamten linsenbildenden Zusammensetzung zu unterstützen. Das vorliegende Beispiel zeigt daher, daß eine Sonnenglaslinse, enthaltend aktivierendes Licht absorbierende fixierte Pigmente, ausgehärtet werden kann unter Verwendung von aktivierendem Licht zur Initiierung der Polymerisation einer linsenbildenden Zusammensetzung, welche in System Photoinitiator/Co-Initiator enthält.
WEITERE VERBESSERUNGEN
LICHTINITIIERTE POLYMERISATION EINER LINSENBILDENDEN ZUSAMMENSETZUNG, WELCHE LICHTABSORBIERENDE MATERIALIEN ENTHÄLT
Das Aushärten einer Augenglaslinse unter Verwendung von aktivierendem Licht zur Initiierung der Polymerisation einer linsenbildenden Zusammensetzung erfordert allgemein, daß die Zusammensetzung ein hohes Ausmaß von Durchlässigkeit für aktivierendes Licht zeigt, so daß das aktivierende Licht zu den tieferen Bereichen des Linsenhohlraumes durchdringen kann. Sonst könnte die resultierende gegossene Linse optische Aberration und Verzerrungen besitzen. Die gegossene Linse kann ebenfalls Schichten von ausgehärtetem Material in den Bereichen nächstliegend zu den transparenten Formflächen enthalten, welche innere Schichten, welche entweder unvollständig ausgehärtet, geliert, kaum geliert oder sogar flüssig sind, zwischen sich einschließen. Oftmals, wenn selbst kleine Mengen von aktivierendes Licht absorbierenden Verbindungen zu einer normalerweise aushärtbaren linsenbildenden Zusammensetzung zugesetzt wurden, kann praktisch die gesamte Menge der linsenbildenden Zusammensetzung, welche innerhalb des Linsen hohlraumes enthalten ist, bei Anwesenheit von aktivierendem Licht flüssig verbleiben.
Photochrome Pigmente, welche nützlich für photochrome Augenglaslinsen sind, absorbieren typischerweise aktivierendes Licht stark und verändern sich von einem inaktivierten Zustand in einen aktivierten Zustand, wenn sie aktivierendem Licht ausgesetzt werden. Die Anwesenheit von photochromen Pigmenten wie auch von anderen aktivierendes Licht absorbierenden Verbindungen innerhalb einer linsenbildenden Zusammensetzung erlaubt es im allgemeinen nicht, daß ausreichend aktivierende Strahlung in die Tiefen des Linsenhohlraumes ausreichend eindringt, um das Aufbrechen von Photoinitiatoren und des Initiieren der Polymerisation der linsenbildenden Zusammensetzung herbeizuführen. Andere Beispiele von solchen aktivierendes Licht absorbierenden Verbindungen als photochrome Pigmente sind fixierte Farbstoffe und farblose Zusätze.
Daher ist es schwierig, eine linsenbildende Zusammensetzung, welche aktivierendes Licht absorbierende Verbindungen enthält, unter Verwendung von aktivierendem Licht auszuhärten. Eine Lösung dieses Problems beinhaltet die Verwendung eines Co-Initiators. Durch Verwendung eines Co-Initiators kann aktivierendes Licht zum Initiieren der Polymerisationsreaktion verwendet werden. Es wird angenommen, daß aktivierendes Licht, welches auf die Formteile gerichtet ist, bewirken kann, daß der Photoinitiator ein Polymerkettenradikal bildet. Das Polymerkettenradikal reagiert bevorzugt mit dem Co-Initiator stärker als mit dem Monomeren. Der Co-Initiator kann mit einem Fragment oder einer aktiven Spezies von entweder des Photoinitiators oder des Polymerkettenradikals unter Bildung einer Monomere initiierenden Spezies in den Bereichen der Linse reagieren, wo der Gehalt an aktivierendem Licht entweder relativ niedrig oder überhaupt nicht vorhanden ist. Es ist daher wünschenswert, ein Verfahren zur Polymerisation einer Augenglaslinse bildenden Zusammensetzung bereitzustel len durch Verwendung von aktivierendem Licht mit einer Wellenlänge, welche nicht durch die lichtabsorbierenden Verbindungen absorbiert wird, wodurch auf diese Weise die Notwendigkeit für einen Co-Initiator vermieden wird.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine ophthalmische Augenglaslinse aus einer linsenbildenden Zusammensetzung hergestellt werden, welche ein Monomeres, eine aktivierendes Licht absorbierende Verbindung und einen Photoinitiator enthält, durch Bestrahlung der linsenbildenden Zusammensetzung mit aktivierendem Licht. Wie hier verwendet, bedeutet "aktivierendes Licht" Licht, welches eine chemische Veränderung herbeiführen kann. Aktivierendes Licht kann ultraviolettes Licht, sichtbares Licht oder Infrarotlicht einschließen. Im allgemeinen kann eine beliebige Wellenlänge des Lichtes, welche zur Herbeiführung einer chemischen Veränderung fähig ist, als aktivierend eingestuft werden. Chemische Veränderungen können in einer Reihe von Weisen sich manifestieren. Eine chemische Veränderung kann einschließen, ist jedoch nicht beschränkt auf irgendeine chemische Reaktion, welche eine Polymerisation stattfinden läßt. Bevorzugt bewirkt die chemische Veränderung die Bildung einer Initiatorspezies innerhalb der linsenbildenden Zusammensetzung, wobei die Initiatorspezies in der Lage ist, eine chemische Polymerisationsreaktion zu initiieren.
Die linsenbildende Zusammensetzung in flüssiger Form wird bevorzugt in einem Formhohlraum angeordnet, der durch ein erstes Formteil und ein zweites Formteil begrenzt ist. Es wird angenommen, daß aktivierendes Licht, wenn es auf und durch die Formteile zum Aktivierung des Photoinitiators gerichtet wird, bewirkt, daß der Photoinitiator ein Polymerkettenradikal bildet. Das Polymerkettenradikal kann mit einem Bruchteil oder einer aktiven Spezies von entweder dem Photoinitiator oder dem Polymerkettenradikal reagieren, um eine monomereninitiierende Spezies in anderen Bereichen des Linsenhohlraumes zu erzeugen.
Die Verwendung von aktivierendem Licht der geeigneten Wellenlänge verhindert bevorzugt, daß die Linse während des Aushärtprozesses dunkel wird. Hier bedeutet "Dunkelwerden" das wenigstens teilweise Nichttransparentwerden gegenüber dem aktivierenden Licht, so daß das aktivierende Licht nicht signifikant die linsenbildende Zusammensetzung durchdringen kann. Photochrome Verbindungen können ein solches Dunkelwerden hervorrufen. Aktivierendes Licht absorbierende Verbindungen, welche in der linsenbildenden Zusammensetzung vorhanden sind, können verhindern, daß aktivierendes Licht mit einer Wellenlänge wesentlich unter etwa 380 nm in die linsenbildende Zusammensetzung eindringt. Bei der Behandlung mit aktivierendem Licht, welches Licht mit Wellenlängen im ultravioletten Bereich enthält, z. B. Licht mit Wellenlängen unter etwa 380 nm, werden die aktivierendes Licht absorbierenden Verbindungen dunkel, so daß aktivierendes Licht daran gehindert wird, weiter die linsenbildende Zusammensetzung zu durchdringen. Das Dunkelwerden der linsenbildenden Zusammensetzung kann ebenfalls verhindern, daß nicht-ultraviolettes aktivierendes Licht in die Zusammensetzung eindringt. Dieser Effekt des Dunkelwerdens kann verhindern, daß aktivierendes Licht von beliebiger Wellenlänge die Polymerisationsreaktion durch die gesamte linsenbildende Zusammensetzung initiiert.
Wenn die aktivierendes Licht absorbierenden Verbindungen im ultravioletten Bereich absorbieren, kann aktivierendes Licht mit einer Wellenlänge oberhalb etwa 380 nm zur Verhütung des Effekts des Dunkelwerdens verwendet werden. Da die Wellenlänge des aktivierenden Lichtes im wesentlichen oberhalb der Wellenlänge liegt, bei welcher die aktivierendes Licht absorbierenden Verbindungen absorbieren, kann der Effekt des Dunkelwerdens vermieden werden. Zusätzlich kann aktivierendes Licht mit einer Wellenlänge oberhalb etwa 380 nm verwendet werden, um die Polymerisation des linsenbildenden Materials zu initiieren. Durch die Verwendung von solchem aktivierendem Licht kann eine Augenglaslinse, welche aktivie rendes Licht absorbierende Verbindungen enthält, in einigen Fällen ohne Verwendung eines Co-Initiators gebildet werden.
Bei einer Ausführungsform kann die oben beschriebene linsenbildende Zusammensetzung, wo die lichtabsorbierende Verbindung aktivierendes Licht absorbiert, mit aktivierendem Licht behandelt werden, das eine Wellenlänge oberhalb etwa 380 nm hat, um den Photoinitiator zu aktivieren. Bevorzugt wird aktivierendes Licht mit einer Wellenlänge im wesentlichen zwischen etwa 380 nm und 490 nm verwendet. Durch Verwendung von aktivierendem Licht oberhalb etwa 380 nm kann der Effekt des Dunkelwerdens, welcher durch die aktivierendes Licht absorbierenden Verbindungen hervorgerufen wird, vermieden werden. Das aktivierende Licht kann in die linsenbildende Zusammensetzung eindringen, die Polymerisationsreaktion in der gesamten Zusammensetzung initiieren. Ein Filter, welches Licht mit einer Wellenlänge, die im wesentlichen unterhalb etwa 380 nm liegt, blockiert, kann verwendet werden, um zu verhindern, daß die aktivierendes Licht absorbierenden Verbindungen dunkel werden.
Die Verwendung von aktivierendem Licht erlaubt das Voranschreiten der Polymerisation der linsenbildenden Zusammensetzung bis zu den Tiefen des Linsenhohlraumes. Eine ausgehärtete, klare, von Aberration freie Linse wird bevorzugt in weniger als etwa 30–60 Minuten, mehr bevorzugt in weniger als etwa 20 Minuten gebildet. Wie hier verwendet, bedeutet "klare Linse" eine Linse, welche sichtbares Licht ohne Streuung durchläßt, so daß Gegenstände durch die Linse deutlich gesehen werden. Wie hier verwendet, bedeutet "Aberration" das Versagen einer Linse zur Erzeugung einer Übereinstimmung Punkt-zu-Punkt zwischen einem Objekt und seinem Bild. Die Linse, wenn sie aktivierendem Licht ausgesetzt wird, hemmt bevorzugt wenigstens einen Teil des aktivierenden Lichtes, daß es durch die Linse durchgelassen wird. Auf diese Weise kann das Auge vor bestimmtem Licht geschützt werden. Eine Linse, welche aktivierendes Licht vor dem Durchtritt durch die Linse hemmt (wenigstens für bestimmte Wellenlängen von aktivierendem Licht), ist bevorzugt.
Bei einer Ausführungsform kann die linsenbildende Zusammensetzung, welche eine aktivierendes Licht absorbierende Verbindung enthält, ausgehärtet werden. Bevorzugt hat das aktivierende Licht eine Wellenlänge im wesentlichen oberhalb etwa 380 nm. Bei einer anderen Ausführungsform kann die linsenbildende Zusammensetzung mit aktivierendem Licht, das von der Aushärtkammer FC-104, die in den 14 und 15 gezeigt ist, geliefert wird, ausgehärtet werden. Die linsenbildende Zusammensetzung kann durch Exposition der Zusammensetzung mit aktivierendem Licht mehrere Male unter Verwendung des UVEXS und der FC-104 ausgehärtet werden. Alternativ kann die linsenbildende Zusammensetzung durch Exposition der Zusammensetzung mit einer Vielzahl von Pulsen von aktivierendem Licht ausgehärtet werden, wobei wenigstens einer der Pulse eine Dauer von weniger als etwa 1 Sekunde hat (mehr bevorzugt weniger als etwa 0,1 Sekunden und mehr bevorzugt zwischen 0,1 und 0,001 Sekunden). Bevorzugt hat das gesamte aktivierende Licht, welches zu den Formteilen gerichtet wird, eine Wellenlänge zwischen etwa 380 nm und 490 nm. Die zuvor beschriebenen Ausführungsformen, welche verschiedene Verfahren und Zusammensetzungen zur Herstellung von Augenglaslinsen beschreiben, können ebenfalls zur Herstellung einer Augenglaslinse unter Verwendung von aktivierendem Licht, das eine Wellenlänge im wesentlichen größer als etwa 380 nm hat, verwendet werden.
Bei einer Ausführungsform kann das aktivierende Licht von einer Leuchtstofflampe erzeugt werden. Die Leuchtstofflampe wird bevorzugt verwendet, um Strahlen von aktivierendem Licht auf wenigstens eines der Formteile zu richten. Wenigstens eine und bevorzugt zwei Leuchtstofflichtquellen mit starken Emissionsspektren in dem Bereich von 380 bis 490 nm können verwendet werden. Wenn zwei Lichtquellen verwendet werden, sind sie bevorzugt auf gegenüberliegenden Seiten des Formhohlraumes positioniert. Eine Leuchtstoffröhre, welche aktivierendes Licht mit den angegebenen Wellenlängen emittiert, ist kommerziell erhältlich von Voltarc, Inc., Fairfield, Connecticut als Modell F20 T12/AQA/BP/65W.
Bevorzugt werden drei oder vier Leuchtstoffröhren zur Lieferung einer im wesentlichen gleichförmigen Bestrahlung über der gesamten Oberfläche der auszuhärtenden Formanordnung positioniert. Die Quelle für aktivierendes Licht kann zwischen den Expositionen rasch ein- und ausgeschaltet werden. Eine Blitzdrosselspule kann für diese Funktion verwendet werden. Eine Blitzdrosselspule kann in einer Standby-Weise arbeiten, bei welcher ein niedriger Strom zu den Lampendrähten geliefert wird, um die Drähte warm zu halten und auf diese Weise die Ansprechzeit der Lampe zu reduzieren. Eine solche Drosselspule ist kommerziell erhältlich von Magnatek, Inc., Bridgeport, Connecticut. Alternativ kann die Lichtquelle ein Verschlußsystem zum Blockieren des Lichtes zwischen den einzelnen Dosen verwenden. Dieses Verschlußsystem wird bevorzugt von einem Mikroprozessor gesteuert, der auf dem Steuersystem beruht, um die erforderlichen Lichtdosen zu liefern. Eine Rückkopplungsschleife kann verwendet werden, um die Lichtintensität zu steuern, so daß Intensitätsschwankungen als Folge von Umgebungsvariablen (z. B. Lampentemperatur) und Lampenalterung minimiert werden. Ein Lichtsensor kann in das Steuersystem eingebaut werden, um Abweichungen der Dosis für eine vorgegebene Expositionszeit zu minimieren.
Die Identität der hauptsächlichen polymerisierbaren Komponenten der linsenbildenden Zusammensetzung haben die Neigung, den optimalen Aushärtprozeß zu beeinflussen. Es wird vorausgesetzt, daß die Identität der lichtabsorbierenden Verbindung, welche in dem Monomeren oder der Mischung von Monomeren vorliegt, das verwendete optimale Photoinitiatorsystem beeinflussen kann, ebenso wie den optimalen Aushärtprozeß, der zur Initiierung der Polymerisation verwendet wird. Ebenfalls kann die Veränderung der Identitäten oder der Anteile des/der Monomeren in der linsenbildenden Zusammensetzung Einstellungen von verschiedenen Variablen des Herstellungsverfahrens erfordern, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf Expositionszeiten, Expositionsintensitäten, Kühlzeiten und -temperaturen, Nachaushärtarbeitsweisen und dergleichen. Beispielsweise können Zusammensetzungen, welche relativ langsam reagierende Monomere, wie Bisphenol-A-bisallylcarbonat oder Hexandioldimethacrylat enthalten, oder Zusammensetzungen, welche relativ höhere Anteile solcher Monomere enthalten, längere Expositionszeiten, höhere Intensitäten oder beides erfordern. Es wird postuliert, daß die Erhöhung der Menge von entweder rasch reagierendem Monomeren oder der Initiatorgehalte, die in einem System vorliegen, herabgesetzte Expositionszeiten stärker exakt kontrollierte Lichtdosen und effizientere Entfernung von exothermer Wärme erfordern.
Bevorzugt sind die Monomeren, welche als Komponenten für die linsenbildende Zusammensetzung ausgewählt werden, in der Lage, die ihnen zugesetzten lichtabsorbierenden Verbindungen aufzulösen. Wie hier verwendet, bedeutet "Auflösen" im wesentlichen homogene Mischung. Beispielsweise können Monomere aus einer Gruppe ausgewählt werden, welche Polyol(allylcarbonat)monomere, multifunktionelle Acrylatmonomere und multifunktionelle Methacrylmonomere einschließt, zur Verwendung in einer aktivierendes Licht absorbierenden linsenbildenden Zusammensetzung.
Bei einer Ausführungsform kann die Mischung von Monomeren, zuvor beschrieben als PRO-629, vor Zugabe von anderen Komponenten, welche zur Herstellung der linsenbildenden Zusammensetzung erforderlich sind, zusammengemischt werden. Diese Mischung von Monomeren wird bevorzugt als Basis für eine linsenbildende Zusammensetzung verwendet, zu welcher aktivierendes Licht absorbierende Verbindungen zugesetzt werden.
Ein Polymerisationsinhibitor kann zu der Monomerenmischung mit relativ geringen Gehalten zugesetzt werden, um die Polymerisation des Monomeren zu nicht geeigneten Zeiten (z. B. während der Lagerung) zu hemmen. Bevorzugt werden etwa 0 bis 50 ppm Monomethyletherhydrochinon (MEHQ) zu der Monomerenmischung zugegeben. Ebenfalls ist es bevorzugt, daß die Azidität der Monomerenmischung so niedrig wie möglich liegt. Bevorzugt liegen weniger als etwa 100 ppm rückständige Acrylsäure in der Mischung vor. Ebenfalls ist es bevorzugt, daß der Wassergehalt der Monomerenmischung relativ niedrig ist, bevorzugt geringer als etwa 0,15%.
Photoinitiatoren, welche in der vorliegenden Erfindung nützlich sind, wurden in vorangegangenen Ausführungsformen beschrieben. Aktivierendes Licht absorbierende Verbindungen, welche zu einer normalerweise für aktivierendes Licht durchlässigen linsenbildenden Zusammensetzung zugesetzt werden können, wurden ebenfalls in vorangegangenen Ausführungsformen beschrieben. Die Menge von photochromen Pigmenten, welche in der linsenbildenden Zusammensetzung vorliegen, reicht bevorzugt aus, um beobachtbaren photochromen Effekt zu liefern. Die Menge von photochromen Pigmenten, welche in der linsenbildenden Zusammensetzung vorhanden sind, kann breit von etwa 1 ppm in Gewicht bis 1–5 Gew.-% reichen. In bevorzugten Zusammensetzungen liegen die photochromen Pigmente in Bereichen von etwa 30 ppm bis 2000 ppm vor. In den mehr bevorzugten Zusammensetzungen liegen die photochromen Pigmente in Bereichen von etwa 150 ppm bis 1000 ppm vor. Die Konzentration kann in Abhängigkeit von der Dicke der herzustellenden Linse eingeregelt werden, um optimale Absorptionscharakteristika für sichtbares Licht zu erreichen.
Bei einer anderen Ausführungsform können Co-Initiatoren zu der linsenbildenden Zusammensetzung zugesetzt werden. Wie zuvor beschrieben, können solche Zusammensetzungen die Polymerisation der linsenbildenden Zusammensetzung durch Wechselwirkung mit dem Photoinitiator unterstützen, so daß die Zusammensetzung in einer im wesentlichen gleichförmigen Weise polymerisiert. Es wird vorausgesetzt, daß die optimalen Mengen der Komponenten der linsenbildenden Zusammensetzung dort liegt, wo die Gesamtmenge von beiden Initiatoren minimal ausreichend zum Zweck der vollständigen Polymerisation und zur Herstellung einer festen, von Aberration freien Linse ist. Die relativen Anteile des Photoinitiators und des Co-Initiators können durch Versuch optimiert werden. Beispielsweise kann eine aktivierendes Licht absorbierende, linsenbildende Zusammensetzung, welche einen Photoinitiator ohne Co-Initiator einschließt, ausgehärtet werden. Falls Wellen und Verzerrungen in der resultierenden Linse beobachtet werden, kann dann ein Co-Initiator zu der linsenbildenden Zusammensetzung durch Erhöhung der Mengen zugesetzt werden, bis eine Linse mit besten optischen Eigenschaften gebildet wird. Es wird vorausgesetzt, daß Überschuß von Co-Initiator in der linsenbildenden Zusammensetzung vermieden werden sollte, um Probleme von zu rascher Polymerisation, Vergilben der Linse und Wanderung von rückständigem, nicht-umgesetztem Co-Initiator zu der Oberfläche der fertigen Linse zu hemmen.
Bei einer Ausführungsform können Lichtstabilisatoren in Form von gehindertem Amin zu der linsenbildenden Zusammensetzung zugesetzt werden. Es wird angenommen, daß diese Materialien dazu wirken, die Abbaugeschwindigkeit des ausgehärteten Polymeren, welche durch Exposition gegenüber ultraviolettem Licht hervorgerufen werden, durch Deaktivierung von schädlichen Polymerradikalen reduzieren. Diese Verbindungen können bei der Terminierung von freien Sauerstoff- und Kohlenstoffradikalen wirksam sein, und auf diese Weise die unterschiedlichen Stufen von Autooxidation und Photoabbau stören. Bevorzugt werden mehr als ein Monomeres und mehr als ein Initiator in einer linsenbildenden Zusammensetzung verwendet, um sicherzustellen, daß die Anfangspolymerisation der linsenbildenden Zusammensetzung mit aktivierendem Licht nicht während einer zu kurzen Zeitperiode auftritt. Die Verwendung einer solchen linsenbildenden Zusammensetzung kann größere Steuerung der Gelbildung erlauben, was eine bessere Steuerung der optischen Qualität der Linse ergibt. Weiterhin kann eine stärkere Steuerung der Geschwindigkeit der Erzeugung von exothermer Wärme erreicht werden. Auf diese Weise kann Reißen der Linse und vorzeitige Freigabe der Linse von der Form, welche typischerweise durch die Freisetzung von Wärme hervorgerufen werden, verhindert werden. Wie oben erwähnt, treten exotherme Reaktionen während des Aushärtverfahrens der linsenbildenden Zusammensetzung auf. Wie zuvor beschrieben, kann ein "Krapfeneffekt" bei positiver Linse auftreten, bei welchem der relativ dünne äußere Abschnitt der linsenbildenden Zusammensetzung seinen vollständig ausgehärteten Zustand vor dem relativ dickeren inneren Abschnitt der linsenbildenden Zusammensetzung erreicht. Umgekehrt kann bei einer negativen Linse der relativ dünne innere Abschnitt der linsenbildenden Zusammensetzung seinen vollständig ausgehärteten Zustand vor dem relativ dicken äußeren Abschnitt der linsenbildenden Zusammensetzung erreichen.
Daher wird es bevorzugt, daß eine größere Menge von aktivierendem Licht zu den dickeren Abschnitten der Zusammensetzung als zu den dünneren Abschnitten zugeführt wird. Bei einer Ausführungsform, wie in 36 gezeigt, variiert die Stärke eines Filters bevorzugt so, daß ein dünnerer Abschnitt des Filters einem benachbarten dickeren Abschnitt des Formhohlraumes entspricht, und ein dickerer Abschnitt des Filters einem benachbarten dünneren Abschnitt des Formhohlraumes entspricht. Anders ausgedrückt, die Stärke des Filters kann entsprechend der variierenden Dicke der linsenbildenden Zusammensetzung, welche in dem Formhohlraum angeordnet ist, variiert werden. Das Filter ist bevorzugt ein Trübungsfilter, welches durch eine Vielzahl von Mitteln hergestellt werden kann. Das Filter kann aus einem trüben Material oder irgendeiner Kombination von Materialien, welche Trübung hervorrufen, polymerisiert werden. Mehr spezifisch, das Filter kann eine "Linse" sein (d. h. ein Stück Kunststoff, das wie eine Linse geformt ist), hergestellt durch Zugabe einer nicht verträglichen Chemikalie zu einer typischen linsenbildenden Zu sammensetzung. Beispielsweise kann eine Bisphenolverbindung zu einer linsenbildenden Zusammensetzung zugesetzt und polymerisiert werden, was ein wolkiges Filter in Gestalt einer Linse ergibt, welche Licht in zahlreiche (z. B. Millionen) von Bruchstücken auftrennen. Das Filter kann aus Polyethylen oder irgendeinem geeigneten thermoplastischen Material spritzgegossen werden.
Bei einer Ausführungsform kann, nachdem die linsenbildende Zusammensetzung in dem Formhohlraum angeordnet wurde, diese 3 bis 7 Minuten vor der Exposition mit aktivierendem Licht vorgekühlt werden. Auf diese Weise kann die linsenbildende Zusammensetzung auf unter Umgebungstemperatur vor der Polymerisation der linsenbildenden Zusammensetzung gekühlt werden. Vorteilhafterweise wird die von der Reaktion innerhalb der Zusammensetzung freigesetzte Wärme durch den kühlen Zustand der Zusammensetzung ausgeglichen, so daß die Zusammensetzung nicht extremen Werten von thermischer Strahlung ausgesetzt ist. Auf diese Weise kann die Exposition der linsenbildenden Zusammensetzung auf unterhalb Umgebungstemperatur, bevor die Reaktion initiiert wird, unerwünschte Effekte, welche sich aus der exothermen Natur der Reaktion ergeben, verhindern. Beispielsweise kann eine Kühlung der linsenbildenden Zusammensetzung den Verlust der Prozeßsteuerung verhindern helfen, der durch Variationen in der Reaktionsgeschwindigkeit, resultierend von Temperaturänderungen der linsenbildenden Zusammensetzung, hervorgerufen wird.
Bei einer Ausführungsform wird das aktivierende Licht auf die Formteile gerichtet, bis wenigstens ein Teil der linsenbildenden Zusammensetzung ein Gel ist. Zu diesem Zeitpunkt wird die Zufuhr des aktivierenden Lichtes bevorzugt abgeschlossen, um die Polymerisationsreaktion an zu raschem Voranschreiten zu hindern, wodurch die Geschwindigkeit der Hitzeerzeugung an einem zu raschen Ansteigen, das vorzeitige Freigabe der Linse von dem Formhohlraum und/oder Reißen der Linsen die Folge wären, verhindert wird. Die durch die Poly merisationsreaktion erzeugte Wärme kann ebenfalls durch Zufuhr einer Strömung von Luft zu dem Formhohlraum zur Entfernung von Wärme aus dem Formhohlraum, gesteuert werden. Kühlen des Formhohlraumes wurde zuvor beschrieben. Nach Beendigung des aktivierenden Lichtes wird die die beiden Formteile zusammenhaltende Dichtung bevorzugt entfernt, um die linsenbildende Zusammensetzung Luft auszusetzen, während die Reaktion mit einer gewünschten Geschwindigkeit fortführen gelassen wird. Die Luft kann vorteilhafterweise das Kühlen der linsenbildenden Zusammensetzung unterstützen. Bei einer Ausführungsform kann die linsenbildende Zusammensetzung Umgebungsbedingungen für etwa 5 bis 30 Minuten, abhängig von der Masse der Zusammensetzung, exponiert werden. Es wird angenommen, daß annähernd eine Minute für eine solche Exposition für jedes Gramm der Zusammensetzung bevorzugt ist. Da die Menge von während der Reaktion freigesetzter Wärme die Neigung hat, proportional zur Masse der Zusammensetzung zu sein, kann, je mehr Masse die Zusammensetzung hat, diese um so länger gekühlt werden. Nach Kühlen der Zusammensetzung kann sie aktivierendem Licht erneut ausgesetzt werden, falls gewünscht.
Bei einer Ausführungsform kann die innere Oberfläche, d. h. die Gießfläche, des vorderen Formteiles mit einer oder mehreren Hartüberzugsschichten beschichtet werden, bevor die linsenbildende Zusammensetzung in dem Formhohlraum angeordnet wird. Bevorzugt werden zwei Hartüberzugsschichten verwendet, so daß irgendwelche Unvollkommenheiten, wie feine Löcher in der ersten Hartüberzugsschicht, durch die zweite Hartüberzugsschicht überdeckt werden. Die resultierende doppelte Hartüberzugsschicht ist bevorzugt kratzfest und schützt die anschließend geformte Augenglaslinse, an welcher die Doppelhartüberzugsschicht haftet. Bei einer Ausführungsform kann die Gießfläche des hinteren Formteiles mit einem Material vor dem Füllen des Formhohlraumes mit der linsenbildenden Zusammensetzung beschichtet werden. Dieses Material kann in der Lage sein, mit Farbstoff angefärbt zu werden. Diese anfärbba re Beschichtung haftet bevorzugt an der linsenbildenden Zusammensetzung, so daß Farbstoffe später zu der resultierenden Augenglaslinse zum Färben der Linse zugesetzt werden können.
Bei einer Ausführungsform können die Farbstoffe zu der linsenbildenden Zusammensetzung zugesetzt werden. Es wird angenommen, daß bestimmte Farbstoffe verwendet werden, um Umgebungssauerstoff anzugreifen und einzukapseln, so daß der Sauerstoff nicht mit während des Aushärtprozesses gebildeten freien Radikalen reagieren kann. Ebenfalls können Farbstoffe zu der Zusammensetzung zugesetzt werden, um die Färbung der inaktivierten photochromen Linse zu verändern. Beispielsweise kann eine gelbe Färbung, welche manchmal nach Bildung einer Linse resultiert, "verborgen" werden, falls ein blau-roter oder blau-rosa Farbstoff in der linsenbildenden Zusammensetzung vorliegt. Die inaktivierte Färbung einer photochromen Linse kann ebenfalls durch Zugabe von nicht-photochromen Pigmenten zu der linsenbildenden Zusammensetzung eingestellt werden.
Bei einer Ausführungsform kann die Augenglaslinse, welche gebildet wird, mit einer hydrophoben Schicht, z. B. einer Hartüberzugsschicht, beschichtet werden. Die hydrophobe Schicht verlängert bevorzugt die Lebensdauer der photochromen Pigmente nahe der Oberfläche der Linse durch Verhinderung, daß Wasser- und Sauerstoffmoleküle die photochromen Pigmente abbauen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden beide Formteile mit einer ausgehärteten haftverbessernden Zusammensetzung vor dem Anordnen der linsenbildenden Zusammensetzung in dem Formhohlraum beschichtet. Versehen der Formteile mit einer solchen haftverbessernden Zusammensetzung ist bevorzugt, um die Haftung zwischen der Gießfläche der Form und der linsenbildenden Zusammensetzung zu erhöhen. Die haftverbessernde Zusammensetzung reduziert auf diese Weise die Möglichkeit einer vorzeitigen Freigabe der Linse von der Form. Weiterhin wird angenommen, daß eine solche Beschichtung ebenfalls eine Sauerstoff- und Feuchtigkeitsbarriere auf der Linse bildet, was zum Schutz der photochromen Pigmente nahe bei der Oberfläche der Linse vor Abbau durch Sauerstoff und Feuchtigkeit dient. Darüber hinaus liefert die Beschichtung Abriebbeständigkeit, chemische Beständigkeit und verbesserte kosmetische Eigenschaften bei der fertigen Linse.
Eine unter Verwendung der linsenbildenden Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung hergestellte Augenglaslinse ist nicht nur bei der Verwendung als eine verschreibungspflichtige Linse anwendbar, sondern sie kann auch für eine nicht-verschreibungspflichtige Linse verwendet werden. Insbesondere kann eine solche Linse in Sonnenbrillen verwendet werden. Vorteilhafterweise sollten photochrome Sonnenglaslinsen hell genug in der Färbung bleiben, damit ein Benutzer deutlich durch sie sieht, während gleichzeitig ultraviolettes Licht am Durchtritt durch diese Linsen gehemmt ird. Bei einer Ausführungsform kann ein Hintergrundfarbstoff zu der photochromen Linse zugesetzt werden, um die Linse zu allen Zeiten als dunkel gefärbt zu machen, wie typische Sonnenbrillen.
Jede der oben beschriebenen Ausführungsformen kann kombiniert oder einzeln angewandt werden.
HERSTELLUNG VON LINSEN VON UNTERSCHIEDLICHEN STÄRKEN DURCH VERÄNDERUNG DER LINSENBILDENDEN BEDINGUNGEN
Es wurde festgestellt, daß in einigen Ausführungsformen die endgültige Stärke einer durch aktivierendes Licht polymerisierten Linse dadurch gesteuert werden kann, daß die Aushärttemperatur der linsenbildenden Zusammensetzung manipuliert wird. Beispielsweise kann für eine identische Kombination von Formteilen und Dichtung die Fokussierstärke der hergestellten Linse durch Veränderung der Intensität von aktivierendem Licht quer über dem Linsenformhohlraum oder die Flächen der gegenüberliegenden Formteile erhöht oder erniedrigt werden.
Wenn das linsenbildende Material auszuhärten beginnt, tritt es durch einen Gelzustand durch, das Muster hiervon innerhalb der Linsenzelle führt zu der geeigneten Verteilung von internen Spannungen, welche später bei der Aushärtung erzeugt werden, wenn das linsenbildende Material zu schrumpfen beginnt. Wenn das linsenbildende Material während des Aushärtens schrumpft, biegen sich die gegenüberliegenden Formteile bevorzugt als Ergebnis der unterschiedlichen Mengen an Schrumpfung zwischen den relativ dicken und relativ dünnen Abschnitten der Linse. Wenn beispielsweise eine negative Linse ausgehärtet wird, flacht sich das obere oder hintere Formteil bevorzugt ab, und das untere oder vordere Formteil wird bevorzugt steiler, wobei der größte Teil der Biegung in dem unteren oder vorderen Formteil vorkommt. Umgekehrt, bei einer positiven Linse wird das obere oder hintere Formteil bevorzugt steiler und das untere oder vordere Formteil wird bevorzugt flacher, wobei der größte Teil der Biegung in dem oberen oder hinteren Formteil vorkommt.
Durch Variation der Intensität des aktivierenden Lichtes zwischen den relativ dünnen und den relativ dicken Abschnitten der Linse in dem linsenbildenden Hohlraum ist es möglich, mehr oder weniger Gesamtbiegung herbeizuführen. Solche Lichtbedingungen, welche weniger Biegung erzeugen, haben die Neigung, die Möglichkeit einer vorzeitigen Freigabe zu minimieren.
Die anfängliche Krümmung der gegenüberliegenden Formteile und die zentrale Dicke der hergestellten Linse können benutzt werden, um die gewünschte Stärke der Linse zu berechnen. Hier ist die "gewünschte Stärke" einer Linse die Stärke, welche eine Linse haben kann, wenn die Linse eine Krümmung und Dicke im wesentlichen identisch zu dem Formhohlraum, der durch die gegenüberliegenden Formteile gebildet wird, hat. Die Bedingungen des aktivierenden Lichtes können manipuliert werden, um die Stärke der Linse mehr oder weniger als die gewünschte Stärke zu verändern.
Durch Veränderung der Menge von aktivierendem Licht, welche die Linsenform erreicht, können die Polymerisationsgeschwindigkeit und damit die Temperatur der linsenbildenden Zusammensetzung gesteuert werden. Es wurde festgestellt, daß die maximale Temperatur, welche von der linsenbildenden Zusammensetzung während und/oder nach der Aktivierung durch Licht erreicht wird, endgültige Stärke der Linse herbeiführen kann. Durch die Möglichkeit, daß die Linsenzusammensetzung eine höhere Temperatur als die typischen Temperaturen, die in vorangegangenen Ausführungsformen beschrieben wurden, erreicht, jedoch geringer als die Temperatur, bei welcher die geformte Linse reißt, kann die Stärke der Linse erniedrigt werden. In gleicher Weise kann durch Steuerung der Polymerisation derart, daß die Temperatur der linsenbildenden Zusammensetzung im wesentlichen unterhalb der in vorangegangenen Ausführungsformen typischen Temperaturen bleibt jedoch bei einer ausreichenden Temperatur derart, daß eine geeignet ausgehärtete Linse gebildet wird, die Stärke der Linse erhöht werden. In gleicher Weise kann die Erhöhung der Temperatur einer solchen linsenbildenden Zusammensetzung während des Aushärtens die Stärke der resultierenden Linse erniedrigen.
Bei einer Ausführungsform kann eine ophthalmische Augenglaslinse aus einer linsenbildenden Zusammensetzung, welche ein Monomeres und einen Photoinitiator enthält, durch Bestrahlung der linsenbildenden Zusammensetzung mit aktivierendem Licht hergestellt werden. Die Zusammensetzung kann wahlweise ein oder mehrere einschließen von: eine aktivierende Licht absorbierende Verbindung, einen Polymerisationsinhibitor, einen Co-Initiators, einen Lichtstabilisator in Form eines gehinderten Amins und einen Farbstoff. Das aktivie-rende Licht kann ultraviolettes Licht, sichtbares Licht oder Infrarotlicht einschließen. Die linsenbildende Zusammensetzung kann mit einem aktivierenden Licht behandelt werden, so daß ein Augenglas gebildet wird, welches eine im wesentlichen gleiche Stärke wie die gewünschte Stärke für einen vorgegebe nen Formhohlraum hat. Die Spitzentemperatur des Linsenbildungsprozesses kann die maximale Temperatur, erreicht nach Zuführung eines jeden Pulses von aktivierendem Licht, sein. Wie in 40 dargestellt, kann jeder Puls von aktivierendem Licht bewirken, daß die linsenbildende Zusammensetzung bis zu einer Peaktemperatur ansteigt.
Nach Erreichen dieser Peaktemperatur kann die linsenbildende Zusammensetzung bis zur nächsten Zufuhr von aktivierendem Licht abzukühlen beginnen. Falls die Spitzentemperatur der linsenbildenden Zusammensetzung derart gesteuert wird, daß die gebildete Linse eine Stärke im wesentlichen gleich der gewünschten Stärke hat, wird die Spitzentemperatur als "passende Temperatur" bezeichnet. Die passende Temperatur kann dadurch bestimmt werden, daß eine Reihe von Versuchen unter Verwendung desselben Formhohlraumes durchgeführt wird. Bei diesen Versuchen wird die während des Prozesses erreichte Spitzentemperatur bevorzugt variiert. Durch Messen der Stärke der bei diesem Experiment erhaltenen Linsen kann der Bereich von passender Temperatur bestimmt werden.
Wenn die Temperatur der linsenbildenden Zusammensetzung über die passende Temperatur während der Behandlung mit aktivierendem Licht ansteigen gelassen wird, kann die Stärke der Linse wesentlich geringer als die gewünschte Stärke der Linse sein. Alternativ, wenn die Temperatur der linsenbildenden Zusammensetzung unterhalb der passenden Temperatur bleiben kann, kann die Stärke der Linse wesentlich größer als die gewünschte Stärke der Linse sein. Auf diese Weise können eine Vielzahl von Linsen, die von der gewünschten Stärke unterschiedliche Linsenstärken haben, aus demselben Formhohlraum erzeugt werden.
Wenn die durch aktivierendes Licht ausgehärteten Linsen von den gegenüberliegenden Formteilen entfernt werden, sind sie typischerweise unter einem Spannungszustand. Es wurde festgestellt, daß die Stärke der Linse auf eine endgültige bleibende Stärke gebracht werden kann, indem die Linsen einer Nachaushärtungs-Hitzebehandlung unterworfen werden, um die internen Spannungen, welche während des Aushärtens entwickelt wurden, aufzuheben und zu bewirken, daß die Krümmung der Vorderseite und der Rückseite der Linse sich verschiebt. Typischerweise werden die Linsen durch das aktivierende Licht in etwa 10–30 Minuten (bevorzugt etwa 15 Minuten) ausgehärtet. Die Nachaushärtungs-Hitzebehandlung wird bei annähernd 85–120°C für annähernd 5–15 Minuten durchgeführt. Bevorzugt wird die Nachaushärtungs-Hitzebehandlung bei 100–110°C für annähernd 10 Minuten durchgeführt. Vor der Nachaushärtung haben die Linsen im allgemeinen eine geringere Stärke als die endgültige bleibende Stärke. Die Nachaushärtungs-Hitzebehandlung reduziert die Vergilbung der Linse und reduziert die Spannung in der Linse gegenüber Veränderung der Stärke hiervon bis zu einer endgültigen bleibenden Stärke. Die Nachaushärtungs-Hitzebehandlung kann in einem konventionellen Umluftofen oder in irgendeiner anderen geeigneten Vorrichtung durchgeführt werden.
Bei einer Ausführungsform kann ein ophthalmisches Augenglas aus einer linsenbildenden Zusammensetzung, welche ein Monomeres und einen Photoinitiator enthält, durch Bestrahlung der linsenbildenden Zusammensetzung mit aktivierendem Licht hergestellt werden. Die Zusammensetzung kann wahlweise einen oder mehrere einschließen von: eine aktivierendes Licht absorbierenden Verbindung, einen Polymerisationsinhibitor, einen Co-Initiator, einen Lichtstabilisator in Form eines gehinderten Amins und einen Farbstoff. Das aktivierende Licht kann ultraviolettes, sichtbares oder infrarotes Licht einschließen. Die linsenbildende Zusammensetzung kann mit aktivierendem Licht behandelt werden, so daß ein Augenglas gebildet wird. Die Linse kann innerhalb des Formhohlraumes, gebildet durch die Formteile, gehalten werden, bis das Licht die linsenbildende Zusammensetzung vollständig ausgehärtet hat. Die Minimalzeit, welche eine Linse in dem Formhohlraum zur Herstellung einer Linse mit der gewünschten Stärke bleiben muß, bezogen auf den Formhohlraum, wird hier als "Entformungszeit" bezeichnet. Die Entformungszeit kann durch Durchführung einer Reihe von Experimenten unter Verwendung desselben Formhohlraumes bestimmt werden. Bei diesen Experimenten wird die Zeit, in welcher die Linse von dem Formhohlraum während des Verfahrens freigegeben wird, bevorzugt variiert. Durch Messung der Stärke der durch dieses Experiment erhaltenen Linsen kann der Bereich der Entformungszeit bestimmt werden.
Wenn eine geformte Linse vor der Entformungszeit entfernt wird, kann die Stärke der Linse wesentlich größer als die gewünschte Stärke der Linse sein. Durch Variieren der Entformungszeit kann eine Vielzahl von Linsen, welche wesentlich größere Linsenstärken als die gewünschte Linsenstärke haben, aus demselben Formhohlraum erzeugt werden.
STEUERSYSTEM AUF MIKROPROZESSORBASIS
Bei einer Ausführungsform kann eine Linsenaushärtvorrichtung ein Steuersystem auf Mikroprozessorbasis einschließen. Das Steuersystem kann einige und/oder alle eine Anzahl von Funktionen während des Linsenaushärtprozesses durchführen, einschließlich: (i) Messen der Umgebungsraumtemperatur; (ii) Bestimmung der Anfangsdosis von erforderlichem Licht zum Aushärten der linsenbildenden Zusammensetzung, basierend auf der Umgebungsraumtemperatur; (iii) Zufuhr von aktivierendem Licht mit einer Intensität und einer Dauer, die zum Erreichen der festgelegten Dosis ausreichen; (iv) Messen des Temperaturansprechens der Zusammensetzung während und nachfolgend zu der Zufuhr der ersten Lichtdosis; (v) Berechnen der für die nächste Zufuhr von aktivierendem Licht erforderlichen Dosis; (vi) Zufuhr des aktivierenden Lichtes mit einer Intensität und Dauer, die zum Erreichen der festgelegten zweiten Dosis ausreichen; (vii) Wiederholen dieser Arbeitsweisen, bis das linsenbildende Material praktisch ausgehärtet ist; (viii) Bestimmung, wenn der Aushärtprozeß abgeschlossen ist durch Überwachung des Temperaturansprechens der linsenbildenden Zusammensetzung während der Zufuhr von aktivierendem Licht; (ix) Verfolgung der Anwendung und Beibehaltung der Anforderungen des Systems. "Dosis" bezeichnet hier die Menge von Lichtenergie, welche zu einem Gegenstand zugeführt wird, wobei die Energie des einfallenden Lichtes durch die Intensität und die Dauer des Lichtes bestimmt wird.
Ein Temperaturmonitor kann an einer Anzahl von Stellen innerhalb einer Formkammer angeordnet werden. Formkammern, welche einen Temperaturmonitor einschließen, wurden in den vorangegangenen Ausführungsformen beschrieben. Bei einer Ausführungsform kann ein Temperatursensor für Infrarot derart angeordnet werden, daß er die Temperatur der Form und/oder der linsenbildenden Zusammensetzung in dem Formhohlraum messen kann. Ein Temperatursensor für Infrarot kann das Cole-Parmer Modell E39669-00 (Vernon Hills, Illinois) sein.
Der Temperaturmonitor kann die Temperatur innerhalb der Kammer und/oder die Temperatur von die Kammer verlassender Luft messen. Das Steuergerät kann angepaßt sein, um ein Signal zu einem Kühler und/oder Verteiler zu senden, um die Menge und/oder die Temperatur der Kühlluft zu verändern. Der Temperaturmonitor kann ebenfalls die Temperatur an einer beliebigen Anzahl von Orten in der Nähe des Formhohlraumes bestimmen. Der Temperaturmonitor sendet bevorzugt ein Signal zu dem Steuergerät, so daß die Temperatur von Formhohlraum und/oder linsenbildender Zusammensetzung von dem Kontrollgerät während des gesamten Aushärtprozesses bekannt ist.
Während der anfänglichen Aufbaustufe wird die Temperatur der linsenbildenden Zusammensetzung innerhalb des Formhohlraumes bestimmt. Diese anfängliche Temperatur der linsenbildenden Zusammensetzung kann etwa gleich der Umgebungsraumtemperatur sein. Das Steuergerät kann dann die anfängliche Temperatur der linsenbildenden Zusammensetzung durch Messung der Umgebungsraumtemperatur bestimmen. Alternativ kann die Anfangstemperatur der linsenbildenden Zusammensetzung direkt unter Anwendung der zuvor genannten Temperatursensoren gemessen werden.
Die Steuereinrichtung bestimmt bevorzugt die Anfangsdosis, welche zu der linsenbildenden Zusammensetzung zugeführt werden muß, bezogen auf die anfängliche Temperatur der Zusammensetzung. Die Steuereinrichtung kann eine Tabelle zur Bestimmung der Anfangsdosis verwenden, wobei die Tabelle eine Reihe von Werten einschließt, welche die anfängliche Temperatur mit der anfänglichen Dosis und/oder der Masse der linsenbildenden Zusammensetzung in Korrelation setzen. Die Tabelle kann durch Routineversuche hergestellt werden. Zur Herstellung der Tabelle wird eine spezifische linsenbildende Zusammensetzung einer spezifischen Masse bevorzugt mit einer bekannten Dosis von aktivierendem Licht behandelt. Der Formhohlraum wird bevorzugt auseinander gebaut, und das Gelierungsmuster der linsenbildenden Zusammensetzung wird beobachtet. Diese Arbeitsweise kann wiederholt werden, wobei die Dosierung erhöht oder erniedrigt wird, wie dies von den Gelierungsmustern diktiert wird, bis die optimale Dosierung für die spezifische linsenbildende Zusammensetzung festgelegt ist.
Während dieser Testarbeitsweise kann die anfängliche Temperatur der linsenbildenden Zusammensetzung bestimmt werden, wobei diese Temperatur hier als "Testtemperatur" bezeichnet wird. In dieser Weise kann die optimale Dosis für die linsenbildende Zusammensetzung bei der Testtemperatur bestimmt werden. Wenn das linsenbildende Material eine anfängliche Temperatur besitzt, welche praktisch gleich der Testtemperatur ist, kann die anfängliche Dosierung im wesentlichen gleich der experimentell festgelegten Dosierung sein. Wenn das linsenbildende Material eine Temperatur hat, welche wesentlich größer oder geringer als die Testtemperatur ist, kann die anfängliche Dosis basierend auf einer Funktion von experimentell festgelegten anfänglichen Dosen berechnet werden.
Bei einer Ausführungsform ist die Steuereinrichtung ausgelegt, um die Intensität und Dauer von Pulsen von aktivierendem Licht, welche von der Quelle für aktivierendes Licht geliefert werden, und die Zeitintervalle zwischen den Pulsen zu steuern. Die Quelle für aktivierendes Licht kann einen Kondensator einschließen, welcher die zum Liefern der Pulse von aktivierendem Licht erforderliche Energie speichert. Der Kondensator kann ausgelegt sein, um zu ermöglichen, daß Pulse von aktivierendem Licht so häufig wie gewünscht angeliefert werden. Ein Lichtsensor kann verwendet werden, um die Intensität von aktivierendem Licht, das von der Quelle austritt, zu bestimmen. Der Lichtsensor ist bevorzugt angepaßt, um ein Signal zu dem Steuergerät zu senden, welches bevorzugt dazu ausgelegt ist, die Intensität des aktivierenden Lichtes auf einem ausgewählten Wert zu halten. Ein Filter kann zwischen der Quelle für aktivierendes Licht und dem Lichtsensor angeordnet sein, und es ist bevorzugt ausgelegt, um zu verhindern, daß ein Teil der Strahlen von aktivierendem Licht den Lichtsensor kontaktieren. Dieses Filter kann erforderlich sein, um die Intensität des aktivierenden Lichtes auf den Lichtsensor innerhalb des Nachweisbereiches des Lichtsensors zu halten.
Bei einer Ausführungsform wird ein Verschlußsystem verwendet, um die Zufuhr von Strahlen von aktivierendem Licht zu dem linsenbildenden Material zu steuern. Das Verschlußsystem schließt bevorzugt durch Luft betätigte Verschlußplatten ein, welche in die Aushärtkammer eingesetzt werden können, damit aktivierendes Licht daran gehindert wird, das linsenbildende Material zu erreichen. Das Verschlußsystem kann mit dem Steuergerät gekoppelt sein, dieses kann einen Luftzylinder betätigen, damit die Verschlußplatten in die Aushärtkammer eingesetzt oder herausgenommen werden. Das Steuergerät ermöglicht bevorzugt das Einsetzen und das Herausnehmen der Verschlußplatten bei spezifizierten Zeitintervallen. Die Steuereinrichtung kann Signale von Temperatursensoren empfangen, wel che es ermöglichen, daß die Zeitintervalle, zu denen die Verschlüsse eingesetzt und/oder herausgenommen werden, als eine Funktion einer Temperatur der linsenbildenden Zusammensetzung und/oder der Formen eingestellt wird. Der Temperatursensor kann an zahlreichen Stellen in der Nähe des Formhohlraumes und/oder der Gießkammer angeordnet sein.
Bei einer Ausführungsform kann eine Einzeldosis von aktivierendem Licht zum Aushärten einer linsenbildenden Zusammensetzung verwendet werden. Die Steuereinrichtung kann die Veränderung der Temperatur der linsenbildenden Zusammensetzung während der Zufuhr von aktivierendem Licht überwachen. Das aktivierende Licht initiiert bevorzugt eine Polymerisationsreaktion derart, daß die Temperatur der linsenbildenden Zusammensetzung anzusteigen beginnt. Durch Überwachen der Veränderung der Temperatur über eine Zeitspanne kann die Kontrolleinrichtung die Geschwindigkeit der Temperaturveränderung bestimmen. Die Steuereinrichtung steuert bevorzugt die Polymerisation der linsenbildenden Zusammensetzung, basierend auf der Geschwindigkeit der Temperaturveränderung. Wenn gefunden wird, daß die Temperatur mit einer höheren als der gewünschten Geschwindigkeit ansteigt, wobei die gewünschte Geschwindigkeit basierend auf vorangegangenen Experimenten bestimmt wurde, kann die Temperatursteuereinrichtung die Intensität oder die Dauer des Pulses derart verändern, daß die Geschwindigkeit der Temperaturänderung erniedrigt wird. Typischerweise wird die Dauer von aktivierendem Licht abgekürzt und/oder die Intensität des aktivierenden Lichtes wird zur Herbeiführung dieses Effektes vermindert. Die Steuereinrichtung kann ebenfalls die Geschwindigkeit des Einblasens von Kühlluft über die Form erhöhen, um die Erniedrigung der Temperatur der linsenbildenden Zusammensetzung zu unterstützen. Alternativ, falls die Temperatur der Reaktion zu langsam ansteigt, kann die Steuereinrichtung die Intensität des aktivierenden Lichtes erhöhen und/oder die Dauer des Pulses erhöhen. Zusätzlich kann die Steuereinrichtung die Geschwindig keit des Blasens von Kühlluft über die Form herabsetzen, damit die Temperatur der linsenbildenden Zusammensetzung mit höherer Geschwindigkeit ansteigt.
Eine Art und Weise, in welcher die Temperatur gesteuert werden kann, ist die Überwachung der Temperatur während der Zufuhr von aktivierendem Licht, wie im US-Patent Nr. 5 422 046 an Tarshiani, et al. beschrieben. Während der Aktivierung der Lichtbestrahlung neigt die Temperatur der linsenbildenden Zusammensetzung zum Anstieg. Wenn die Temperatur einen vorher festgelegten oberen Einstellpunkt erreicht, wird die Quelle für aktivierendes Licht bevorzugt abgeschaltet. Entfernung der aktivierenden Energie kann es ermöglichen, daß die Temperatur allmählich abzufallen beginnt. Wenn die Temperatur auf einen vorbestimmten niedrigeren Einstellpunkt reduziert ist, wird die Quelle für aktivierendes Licht eingeschaltet. Auf diese Weise kann die Temperatur innerhalb eines gewünschten Bereiches gesteuert werden. Dieser Temperaturbereich hat die Neigung, sehr breit als Folge der Natur der linsenbildenden Polymerisationsreaktionen zu sein. Beispielsweise kann das Abschalten des aktivierenden Lichtes bei einem vorbestimmten oberen Einstellpunkt nicht sicherstellen, daß die Temperatur der linsenbildenden Zusammensetzung an diesem Punkt stehen bleibt. Tatsächlich ist es wahrscheinlicher, daß die Temperatur zu steigen fortfährt, nachdem der obere Einstellpunkt erreicht wurde. Um diesen Effekt auszuschalten, kann der obere Einstellpunkt auf eine Temperatur niedriger als die gewünschte obere Temperatur während des Linsenherstellungsverfahrens eingestellt werden. Eine solche Methode der Temperatursteuerung kann zur Steuerung der Temperatur unzureichend sein. Wie in 40 gezeigt, kann die Zunahme der Temperatur einer linsenbildenden Zusammensetzung während des Linsenbildungsverfahrens nicht konstant sein. Da der Anstieg der Temperatur der Zusammensetzung sich verändert, wenn das Verfahren fortgeführt wird, kann die Anwendung eines oberen Einstellpunktes zur Steuerung der Temperatur nicht in ange messener Weise verhindern, daß die Zusammensetzung höhere als die gewünschten Temperaturen erreicht. Zusätzlich kann nahe bei dem Abschluß des Verfahrens der obere Einstellpunkt zu niedrig eingestellt sein, wodurch verhindert wird, daß die linsenbildende Zusammensetzung eine Temperatur erreicht, welche zur Beibehaltung der Polymerisationsreaktion angemessen ist, als Folge von unzureichenden Dosen von aktivierendem Licht.
Bei einer Ausführungsform kann der Temperatursteuerprozeß als ein modifiziertes PID-Steuerschema (PID = proportional, integral, abgeleitet) beschrieben werden. Bevorzugt wird die Temperatur der linsenbildenden Zusammensetzung in dieser Weise mit einer PID-Steuereinrichtung gesteuert. Die PID-Steuereinrichtung kann eine Anzahl von Faktoren zur Bestimmung der Dosis von aktivierendem Licht, welche für jeden Puls zugeführt wird, benutzen. Die PID-Steuereinrichtung mißt bevorzugt die Temperatur wie auch die Geschwindigkeit der Temperaturänderung.
Die PID-Steuereinrichtung verwendet eine Methode einschließlich der Kombination von proportionalen, integralen und derivativen (abgeleiteten) Steuermethoden. Die erste, die proportionale Steuerung, kann erreicht werden, indem zwei Steuerfaktoren in einer solchen Weise gemischt werden, daß der gewünschte Effekt erreicht wird. Für die Linsensteuerung sind die zwei Faktoren, welche den größten Einfluß auf die Temperatursteuerung haben können, die Dosierung von aktivierendem Licht und die Strömungsgeschwindigkeit der Kühlluft. Diese zwei Faktoren können verwendet werden, um ein gewünschtes Temperaturansprechen zu erreichen. Falls die Temperatur so rasch wie möglich gesteigert werden muß, kann eine volle Dosierung von Licht ohne vorhandene Luftkühlung angeliefert werden. Falls die Zusammensetzung rasch abgekühlt werden muß, kann in ähnlicher Weise die Probe nur mit Kühlluft behandelt werden. Bevorzugt werden die zwei Faktoren, Anwendung von einfallendem Licht und Kühlung, beide angewandt, um das ge wünschte Temperaturansprechen zu erreichen. Die Mischung oder die Anteile dieser Faktoren können es ermöglichen, daß die Temperatur der Zusammensetzung gesteuert wird.
Die Anwendung von proportionaler Steuerung hat die Neigung, andere Effekte zu ignorieren, welche die Temperatur der linsenbildenden Zusammensetzung beeinflussen. Während des Linsenherstellungsprozesses kann die Temperatur der linsenbildenden Zusammensetzung als Folge der Polymerisationsgeschwindigkeit der Reaktion variieren. Wenn die Zusammensetzung eine rasche Polymerisationsgeschwindigkeit hat, kann die Temperatur der Zusammensetzung über den Wert ansteigen, der durch die proportionale Einstellungen der Steuerung des aktivierenden Lichtes und der Kühlluft festgelegt ist. Gegen Ende des Prozesses kann die Linse zu kühl als Folge einer Reduzierung der Polymerisationsgeschwindigkeit der Zusammensetzung werden. Die Verwendung der proportionalen Steuerung kann daher nicht ausreichen, um diese Arbeitsweise zu steuern, und sie kann zu größeren als gewünschten Veränderungen in der Temperatur der Zusammensetzung führen.
Diese Einschränkungen können überwunden werden, indem die Anteile der zwei Komponenten im Ansprechen auf die Temperatur der Zusammensetzung verändert wird. Ein einziger Einstellpunkt kann verwendet werden, um die Temperatur einer Reaktion zu steuern. Wenn die Temperatur über diesen Einstellpunkt ansteigt, kann der Anteil von aktivierendem Licht und Kühlung derart eingestellt sein, daß die Temperatur sich nach unten in Richtung des Einstellpunktes zurückbewegen beginnt. Falls die Temperatur unter den Einstellpunkt abfällt, kann der Anteil von aktivierendem Licht und Kühlung eingestellt werden, um die Temperatur zurück bis zu dem Einstellpunkt ansteigen zu lassen. Typischerweise kann zur Erniedrigung der Temperatur die Dosis von aktivierendem Licht reduziert werden und/oder die Strömungsgeschwindigkeit der Kühlluft kann erhöht werden. Zum Erhöhen der Temperatur kann die Dosis von aktivierendem Licht erhöht werden und/oder die Strömungsgeschwindigkeit der Kühlluft kann herabgesetzt werden.
Die Anwendung der proportionalen Steuerung in dieser Weise kann nicht zu einer stetigen Temperatur führen. In Abhängigkeit von dem Einstellpunkt und der Ansprechzeit der linsenbildenden Zusammensetzung gegenüber Variationen in der Dosierung von Licht und/oder von Kühlluft kann die Temperatur über den Einstellpunkt sich bewegen, so daß niemals ein stetiger Zustand erreicht wird. Zur besseren Steuerung eines solchen Systems wird die Geschwindigkeit der Veränderung der Temperatur über eine vorbestimmte Zeitspanne bevorzugt überwacht. Wenn die Temperatur ansteigt, wird die Geschwindigkeit, mit welcher die Temperatur ansteigt, bevorzugt aufgezeichnet. Basierend auf dieser Geschwindigkeit der Veränderung kann die Steuereinrichtung dann die Dosierung von aktivierendem Licht und/oder Kühlluft derart verändern, daß eine Temperatur sehr viel näher zu dem Einstellpunkt erreicht werden kann. Da die Geschwindigkeit sich im Ansprechen auf Veränderungen in der Geschwindigkeit der Polymerisation verändert, kann ein solches System besser die Temperatur der linsenbildenden Zusammensetzung während des ganzen Verfahrens steuern.
Bei einer Ausführungsform ist die Steuereinrichtung eine modifizierte PID-Steuereinrichtung. Die Steuereinrichtung überwacht bevorzugt die Temperatur der linsenbildenden Zusammensetzung während des ganzen Verfahrens. Zusätzlich kann die Steuereinrichtung die Geschwindigkeit der Veränderung der Temperatur während der ganzen Reaktion überwachen. Wenn eine Vielzahl von Pulsen zur Steuerung der Polymerisation zugeführt werden, steuert die Steuereinrichtung bevorzugt die Dauer und die Intensität eines jeden Pulses, um die Temperatur der Zusammensetzung zu steuern. Bei einem typischen Verfahren wird die Geschwindigkeit der Veränderung in der Temperatur bevorzugt nach Zufuhr eines Pulses von aktivierendem Licht überwacht. Falls die Temperatur sich in Aufwärtsrich tung bewegt, wartet die Steuereinrichtung bevorzugt auf den Scheitelpunkt der Temperatur und beginnt mit dem Absenken vor der Zufuhr von zusätzlichen Lichtpulsen. Diese Scheiteltemperatur kann, wie in 40 gezeigt, während des ganzen Linsenherstellungsprozesses variieren. Nachdem die Temperatur einen vorbestimmten Einstellpunkt passiert hat, wird eine Dosis, berechnet aus der Geschwindigkeit der Veränderung der Temperatur, bewirkt durch die Zufuhr des vorangegangenen pulses, zu der linsenbildenden Zusammensetzung zugeführt. Nachdem der Lichtpuls angeliefert wurde, wiederholt die Steuereinrichtung den Verfahrensschritt.
Wenn die Reaktion sich dem Abschluß nähert, stellt die Steuereinrichtung das Fehlen des Ansprechens gegenüber der letzten Exposition fest (d. h. die Linsentemperatur nahm nicht nennenswert zu). An diesem Punkt kann die Steuereinrichtung eine abschließende Dosis zuführen, um eine wesentlich vollständige Aushärtung sicherzustellen und dem Betreiber anzuzeigen, daß die Formanordnung zur Entnahme aus der Kammer bereit ist. Zusätzlich liefert das Steuersystem auf Mikroprozessorbasis eine Systemdiagnose und managt ein Unterbrechungssystem für Sicherheitszwecke. Das Steuersystem benachrichtigt den Anwender, wenn routinemäßige Wartung erforderlich ist, oder wenn ein Systemfehler festgestellt wird. Das Steuersystem verfolgt die Anwendung des Systems und die Raten der Linsenausbeute.
Es ist darauf hinzuweisen, daß die Ausführungsformen eines Steuersystems auf Mikroprozessorbasis, wie oben beschrieben, mit den Verfahren und der Vorrichtung von bevorzugten Ausführungsformen, welche zuvor in den vorangegangenen Abschnitten beschrieben wurden, kombiniert werden kann.
Weitere Modifizierungen und alternative Ausführungsformen von verschiedenen Aspekten der Erfindung ergeben sich dem Fachmann auf dem Gebiet unter Berücksichtigung dieser Beschreibung. Daher soll diese Beschreibung nur als erläuternd und zum Zweck der Unterrichtung des Fachmannes auf dem Gebiet zur Durchführung der Erfindung angesehen werden. Es ist darauf hinzuweisen, daß die gezeigten Formen der Erfindung und wie sie hier beschrieben wurden, als die derzeit bevorzugten Ausführungsformen anzusehen sind. Elemente und Materialien können für die angegebenen und hier beschriebenen substituiert werden, Teile und Verfahrensschritte können verändert werden, und bestimmte Merkmale der Erfindung können unabhängig verwendet werden, wie dies insgesamt dem Fachmann auf dem Gebiet offensichtlich ist, nachdem er die Vorteile dieser Beschreibung der Erfindung erkannt hat. Veränderungen können in den hier beschriebenen Elementen und Zusammensetzungen oder in den Merkmalen oder in der Abfolge von Merkmalen der hier beschriebenen Verfahren gemacht werden, ohne daß vom Geist und Umfang der Erfindung, wie sie in den folgenden Ansprüchen beschrieben ist, abgewichen wird.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Kunststoff-Augenglaslinse, welches wenigstens einiges aktivierendes Licht, falls aktivierendes Licht auf die Linse auftreffen gelassen wird, absorbiert, umfassend: Anordnen einer flüssigen linsenbildenden Zusammensetzung in einem Formhohlraum, der durch wenigstens ein erstes Formteil und ein zweites Formteil gebildet wird, bei welchem die linsen bildende Zusammensetzung umfaßt: ein Monomeres, das zum Aushärten unter Bildung einer Kunststoff-Augenglaslinse fähig ist; eine aktivierendes Licht absorbierende Verbindung zum Inhibieren des Durchgelassenwerdens wenigstens eines Teiles von aktivierendem Licht durch die linsenbildende Zusammensetzung; einen Co-Initiator, der zum Aktivieren des Aushärtens des Monomeren zur Bildung der Augenglaslinse angepaßt ist; und einen Photoinitiator, der zum Aktivieren des Co-Initiators im Ansprechen auf die Exposition gegenüber wenigstens einem Teil des aktivierenden Lichtes angepaßt ist; und Richten von aktivierendem Licht auf wenigstens eines der Formteile zum Aushärten der linsenbildenden Zusammensetzung zur Bildung der Augenglaslinse.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Aushärten der linsenbildenden Zusammensetzung das Polymerisieren des Monomeren umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem das Richten des aktivierenden Lichtes auf wenigstens eines der Formteile das Auftreffenlassen von einer Vielzahl von aktivierenden Lichtpulsen auf die linsenbildende Zusammensetzung umfaßt.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, weiter umfassend das Richten von Luft auf wenigstens eines der Formteile, um die linsenbildende Zusammensetzung zu kühlen.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, weiter umfassend Kühlen des ersten Formteiles und des zweiten Formteiles auf unter Umgebungstemperatur vor dem Richten von aktivierendem Licht auf wenigstens eines der Formteile.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem das erste Formteil eine Gießfläche und eine Nicht-Gießfläche umfaßt, und weiter umfassend das Anordnen einer ersten Hartüberzugsschicht auf dieser Gießfläche und einer zweiten Hartüberzugsschicht auf dieser ersten Hartüberzugsschicht vor dem Einbringen der flüssigen linsenbildenden Zusammensetzung in dem Formhohlraum.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, bei welchem das zweite Formteil eine Gießfläche und eine Nicht-Gießfläche umfaßt, und weiter umfassend das Anordnen eines Materials, das zum Gefärbtwerden fähig ist, auf der Gießfläche vor dem Einbringen der flüssigen linsenbildenden Zusammensetzung in dem Formhohlraum.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, bei welchem das zweite Formteil eine Gießfläche und eine Nicht-Gießfläche umfaßt, und weiter umfassend das Anordnen eines Materials, das zum Gefärbtwerden fähig ist, auf der Gießfläche vor dem Einbringen der flüssigen linsenbildenden Zusammensetzung in dem Formhohlraum, und weiter umfassend das Aufbringen von Farbstoff auf dem Material zum Färben der linsenbildenden Zusammensetzung.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, weiter umfassend Aufbringen eines Haftpromotorüberzuges auf eine innere Oberfläche des ersten Formteiles und eine innere Oberfläche des zweiten Formteiles, um im wesentlichen die linsenbildende Zusammensetzung an den ersten und zweiten Formteilen zu binden.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, weiter umfassend das Anordnen eines Filters für im wesentlichen getrübtes Licht im wesentlichen angrenzend an wenigstens eines der Formteile, um die Intensität von aktivierendem Licht durch die linsenbildende Zusammensetzung zu variieren, wenn das Licht auf wenigstens eines der Formteile gerichtet wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, weiter umfassend das Anordnen eines Filters im wesentlichen angrenzend an wenigstens eines der Formteile, wobei das Filter eine variierende Dicke aufweist, so daß das Filter eine Intensitätsverteilung von aktivierendem Licht durch den Formhohlraum variiert.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, weiter umfassend das Anordnen eines Filters mit einem hierauf gedruckten Muster im wesentlichen angrenzend an wenigstens eines der Formteile, wobei das Filter eine Intensitätsverteilung des aktivierenden Lichtes durch den Formhohlraum variiert.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, bei welchem das erste Formteil von dem zweiten Formteil durch eine Dichtung räumlich getrennt ist, und weiter umfassend das Entfernen der Dichtung nachfolgend zum Richten von aktivierendem Licht auf wenigstens eines der Formteile, um die linsenbildende Zusammensetzung Umgebungsluft für an nähernd 5 bis 30 Minuten auszusetzen, wodurch die linsenbildende Zusammensetzung gekühlt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, bei welchem das erste Formteil von dem zweiten Formteil durch eine Dichtung räumlich getrennt ist, und weiter umfassend das Entfernen der Dichtung nachfolgend zum Richten von aktivierendem Licht auf wenigstens eines der Formteile, um die linsenbildende Zusammensetzung Umgebungsluft für annähernd 5 bis 30 Minuten auszusetzen, wodurch die linsenbildende Zusammensetzung gekühlt wird, und weiter umfassend das Richten von zusätzlichem aktivierenden Licht auf wenigstens eines der Formteile, um die linsenbildende Zusammensetzung wenigstens teilweise auszuhärten.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, weiter umfassend das Aufbringen von Luft auf den Formhohlraum, um Wärme aus dem Formhohlraum zu entfernen.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, weiter umfassend das Aufbringen eines hydrophoben Überzuges auf die Augenglaslinse.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, weiter umfassend das Inhibieren der Augenglaslinse der Exposition durch Wasser und Umgebungssauerstoff durch Aufbringen eines Überzuges auf die Augenglaslinse.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, bei welchem das aktivierende Licht von den Formteilen entfernt wird, wenn im wesentlichen die gesamte linsenbildende Zusammensetzung ihren Gelpunkt erreicht hat.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, bei welchem das aktivierende Licht eine erste Intensität umfaßt, und bei welchem das aktivierende Licht auf wenigstens eines der Formteile gerichtet wird, bis im wesentlichen die gesamte linsenbildende Zusammensetzung ihren Gelpunkt erreicht hat, und weiter umfassend das Richten von aktivierendem Licht, das eine zweite Intensität hat, auf wenigstens ein Formteil, um im wesentlichen die gesamte linsenbildende Zusammensetzung auszuhärten, wobei die erste Intensität größer als die zweite Intensität ist.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, bei welchem das aktivierende Licht auf wenigstens eines der Formteile gerichtet wird, bis im wesentlichen die gesamte linsenbildende Zusammensetzung ihren Gelpunkt erreicht hat, und weiter umfassend das Inhibieren, daß das aktivierende Licht weiter auf die Formteile gerichtet wird, wodurch erlaubt wird, daß im wesentlichen die gesamte linsenbildende Zusammensetzung aushärtet.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 20, bei welchem die Augenglaslinse aus der linsenbildenden Zusammensetzung in einer Zeitspanne von weniger als etwa 30 Minuten gebildet wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 21, weiter umfassend das Erhitzen der ausgehärteten linsenbildenden Zusammensetzung auf eine Temperatur zwischen annähernd 100°C bis 120°C für annähernd 3 bis 15 Minuten im Anschluß an das Aushärten der linsenbildenden Zusammensetzung.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 22, bei welchem das Richten von aktivierendem Licht zu den Formteilen den Photoinitiator angrenzend an eine Oberfläche der linsenbildenden Zusammensetzung initiiert, so daß der Photoinitiator den Co-Initiator benachbart zu der Mitte der linsenbildenden Zusammensetzung initiiert, wobei die Mitte der linsenbildenden Zusammensetzung unzureichend Licht zu Initiieren des Photoinitiators hierin hat.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 23, bei welchem die Menge von aktivierendem Licht, die auf die Formteile gerichtet wird, eine Funktion der Temperatur von wenigstens einem Teil des Formhohlraumes ist.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 24, bei welchem Richten des aktivierenden Lichtes auf die Formteile das Auftreffenlassen einer Anzahl von Pulsen des aktivierenden Lichtes auf die linsenbildende Zusammensetzung umfaßt, wobei die Anzahl der Lichtpulse eine Funktion der Veränderung in einer Temperatur des linsenbildenden Zusammensetzung über einer Zeitperiode ist.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 25, bei welchem Richten des aktivierenden Lichtes auf die Formteile das Auftreffenlassen einer Vielzahl von Pulsen des aktivierenden Lichtes auf die linsenbildende Zusammensetzung umfaßt, wobei eine Dauer der Lichtpulse eine Funktion der Veränderung in der Temperatur des linsenbildenden Zusammensetzung über einer Zeitperiode ist.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 26, bei welchem Richten des aktivierenden Lichtes auf die Formteile das Auftreffenlassen einer Vielzahl von Pulsen des aktivierenden Lichtes auf die linsenbildende Zusammensetzung umfaßt, wobei eine Intensität der Lichtpulse eine Funktion einer Veränderung in einer Temperatur der linsenbildenden Zusammensetzung über eine Zeitperiode ist.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 27, weiter umfassend Variieren der Temperatur der linsenbildenden Zusammensetzung, um eine Stärke der Linse, welche aus der linsenbildenden Zusammensetzung gebildet wird, zu variieren.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 28, bei welchem Variieren der Temperatur der linsenbildenden Zusammensetzung das Erhöhen der Temperatur der linsenbildenden Zusammensetzung umfaßt, wobei die Erhöhung der Temperatur der linsenbildenden Zusammensetzung die Stärke der gebildeten Linse erniedrigt.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 28, bei welchem Variieren der Temperatur der linsenbildenden Zusammensetzung Erniedrigen der Temperatur der linsenbildenden Zusammensetzung umfaßt, wobei Erniedrigen der Temperatur der linsenbildenden Zusammensetzung die Stärke der gebildeten Linse erhöht.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 28 bis 30, bei welchem die linsenbildende Zusammensetzung eine Spitzentemperatur während Aushärten erreicht, und bei welchem Variieren der Temperatur der linsenbildenden Zusammensetzung Variieren der Spitzentemperatur umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 31, bei welchem Variieren der Spitzentemperatur Erniedrigen der Spitzentemperatur umfaßt, und bei welchem Erniedrigen der Spitzentemperatur die Stärke der gebildeten Linse erhöht.
Verfahren nach Anspruch 31, bei welchem Variieren der Spitzentemperatur Erhöhen der Spitzentemperatur umfaßt, und bei welchem Erhöhen der Spitzentemperatur die Stärke der gebildeten Linse erniedrigt.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 27, weiter umfassend Variieren der Zeitperiode, welche die linsenbildende Zusammensetzung in dem Formhohlraum aushärtet, um die Stärke der Linse, welche aus der linsenbildenden Zusammensetzung gebildet wird, zu variieren.
Verfahren nach Anspruch 34, bei welchem Variieren der Zeitperiode Erhöhen der Zeitperiode umfaßt, um die Stärke der Linse zu erniedrigen.
Verfahren nach Anspruch 34, bei welchem Variieren der Zeitperiode Erniedrigen der Zeitperiode umfaßt, um die Stärke der Linse, welche aus der linsenbildenden Zusammensetzung gebildet wird, zu erhöhen.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 27, weiter umfassend Entfernen der gebildeten Augenglaslinse aus dem Formhohlraum, bei welchem die Linse zu einer Entformungs-Zeitperiode entfernt wird, und weiter umfassend Variieren der Entformungs-Zeitperiode, wobei die Entformungs-Zeitperiode die Zeitperiode ist, nach welcher die linsenbildende Zusammensetzung zuerst dem Licht exponiert wurde, so daß eine Stärke der Augenglaslinse wesentlich verschieden ist von einer Zielstärke, bei welchem die Zielstärke durch eine Gestalt des Formhohlraumes bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 37, bei welchem Einstellen der Entformungs-Zeitperiode Erhöhen der Entformungs-Zeitperiode umfaßt, um die Stärke der Linse zu erniedrigen.
Verfahren nach Anspruch 37, bei welchem Einstellen der Entformungs-Zeitperiode Erniedrigen der Entformungs-Zeitperiode umfaßt, um die Stärke der Linse zu erhöhen.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 39, bei welchem der Co-Initiator ein Amin umfaßt.
Verfahren nach einem oder mehreren de Ansprüche 1 bis 40, bei welchem die aktivierendes Licht absorbierende Verbindung eine photochrome Verbindung umfaßt.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 41, bei welchem das Monomere ein polyethylen-funktionelles Monomeres umfaßt, das ethylenartig ungesättigte Gruppen enthält, ausgewählt aus Acrylyl und Methacrylyl.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 41, bei welchem das Monomere eine Verbindung umfaßt, die aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus polyol(allylcarbonat)-funktionellem Monomerem, acryl-funktionellem Monomerem, metharcryl-funktionellem Monomerem und Mischungen hiervon besteht.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 43, bei welchem der Photoinitiator eine Verbindung umfaßt, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus: 1-Hydroxy-cyclohexylphenylketon, Mischungen von Bis(2,6-dimethoxybenzoyl)-(2,4,6-trimethylphenyl)phosphinoxid und 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-on, Mischungen von Bis(2,6-dimethoxybenzoyl)-(2,4,6-trimethylphenyl)phosphinoxid und 1-Hydroxycyclohexylphenylketon, 2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenon, 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-on, Mischungen von 2,4,6-Trimethylbenzoyl-diphenylphosphinoxid und 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-on, 2,2-Diethoxyacetophenon, Benzildimethylketal, alpha-Hydroxyketon, 2-Methylthioxanthon, 2-Chlorthioxanthon, Thioxanthon, Xanthon, 2-Isopropylthioxanthon, Mischungen von Triarylsulfoniumhexafluorantimonat und Propylencarbonat, Diaryljodoniumhexafluorantimonat, Mischungen von Benzophenon und 1-Hydroxycyclohexylphenylketon, 2-Benzyl-2-N,N-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-1-butanon, 2-Methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]2-morpholinopropan-1-on; Bis(η⁵-2,4-cyclopentadien-1-yl)-bis[2,6-difluor-3-(1H-pyrrol-1-yl)-phenyl]- titan, Mischungen von 2,4,6-Trimethylbenzophenon und Methylbenzophenon, Benzoylperoxid und Methylbenzoylformiat.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 44, bei welchem der Photoinitiator Bis(2,6-dimethoxybenzoyl)-(2,4,4-trimethylphenyl)phosphinoxid umfaßt, und bei welchem der Co-Initiator N-Methyldiethanolamin umfaßt.
System zur Herstellung einer ophthalmologischen Augenglaslinse, umfassend: ein erstes Formteil, das eine Gießfläche und eine Nicht-Gießfläche hat; ein zweites Formteil, das eine Gießfläche und eine Nicht-Gießfläche hat, wobei das zweite Formteil dazu angepaßt ist, von dem ersten Formteil entfernt angeordnet zu werden, so daß die Gießflächen des ersten Formteiles und des zweiten Formteiles wenigstens partiell einen Formhohlraum begrenzen; eine linsenbildende Zusammensetzung, die dazu angepaßt ist, innerhalb des Formhohlraumes angeordnet zu werden, umfassend: ein Monomeres, das zum Aushärten unter Bildung einer Kunststoff-Augenglaslinse fähig ist; eine aktivierendes Licht absorbierende Verbindung zum Inhibieren des Durchtrittes wenigstens eines Teiles von aktivierendem Licht durch die linsenbildende Zusammensetzung; einen Co-Initiator, der zum Aktivieren des Aushärtens des Monomeren zur Bildung der Augenglaslinse angepaßt ist; und einen Photoinitiator, der zum Aktivieren des Co-Initiators im Ansprechen auf die Exposition gegenüber wenigstens einem Teil des aktivierenden Lichtes angepaßt ist; und einen ersten Lichtgenerator, der zum Erzeugen und Richten von aktivierendem Licht auf die linsenbildende Zusammensetzung angepaßt ist.
System nach Anspruch 46, weiter umfassend eine Steuereinrichtung, die zum Steuern des ersten Lichtgenerators angepaßt ist, so daß aktivierendes Licht in einer Vielzahl von Pulsen auf wenigstens eines der ersten und zweiten Formteile gerichtet wird, wobei wenigstens einer der Pulse eine Dauer von weniger als 1 Sekunde hat.
System nach Anspruch 46 oder 47, bei welchem der erste Lichtgenerator angepaßt ist, aktivierendes Licht auf das erste Formteil zu richten, und weiter umfassend einen zweiten Lichtgenerator, der angepaßt ist, einen Puls von aktivierendem Licht zu erzeugen und auf das zweite Formteil zu richten.
System nach Anspruch 48, weiter umfassend eine Steuereinrichtung, die angepaßt ist, den ersten und den zweiten Lichtgenerator zu steuern, so daß aktivierendes Licht in einer Vielzahl von Pulsen auf das erste und zweite Formteil gerichtet wird, wobei wenigstens einer der Pulse eine Dauer von weniger als 1 Sekunde hat.
System nach einem oder mehreren der Ansprüche 46 bis 49, bei welchem der erste Lichtgenerator angepaßt ist, Pulse von aktivierendem Licht mit einer ausreichend hohen Intensität zu erzeugen und zu richten, so daß der Photoinitiator ein erstes Polymerkettenradikal bildet.
System nach einem oder mehreren der Ansprüche 46 bis 49, bei welchem der erste Lichtgenerator angepaßt ist, Pulse von aktivierendem Licht mit einer ausreichend hohen Intensität zu erzeugen und zu richten, so daß der Photoinitiator ein erstes Polymerkettenradikal bildet, welches mit dem Co-Initiator reagiert und der Co-Initiator ein zweites Polymerketten radikal bildet, das mit dem Monomeren zum Aushärten des Monomeren reagiert.
System nach einem oder mehreren der Ansprüche 46 bis 51, weiter umfassend ein Trübungsfilter, das direkt angrenzend an wenigstens eines der Formteile angeordnet ist, wobei das Filter angepaßt ist, die Intensität von aktivierendem Licht, das auf die linsenbildende Zusammensetzung gerichtet ist, zu manipulieren.
System nach einem oder mehreren der Ansprüche 46 bis 51, weiter umfassend ein Trübungsfilter, das direkt angrenzend an wenigstens eines der Formteile angeordnet ist, wobei das Filter eine variierende Dicke umfaßt, so daß das Filter eine Intensitätsverteilung von aktivierendem Licht, das durch die Formteile gerichtet ist, variiert.
System nach einem oder mehreren der Ansprüche 46 bis 51, weiter umfassend ein Trübungsfilter, das direkt angrenzend an wenigstens eines der Formteile angeordnet ist, wobei das Filter umfaßt: ein polymerisiertes Monomeres, das im wesentlichen in dem ganzen Filter verteilt ist; einen Photoinitiator, der im wesentlichen in dem ganzen Filter verteilt ist zum Initiieren der Polymerisation des Monomeren beim Ansprechen auf die Exposition gegenüber aktivierendem Licht; eine Verbindung, die im wesentlichen in dem ganzen Filter verteilt ist, um den Filter trüb zu machen.
System nach Anspruch 54, bei welchem der Filter eine Bisphenol-Verbindung umfaßt, um den Filter trüb zu machen.
System nach Anspruch 54, bei welchem der Filter ein Styrol-Butadiencopolymeres umfaßt, um den Filter trüb zu machen.
System nach einem oder mehreren der Ansprüche 46 bis 55, bei welchem der Filter im wesentlichen durchscheinend für Licht ist.
System nach einem der Ansprüche 46 bis 56, bei welchem der Filter im wesentlichen trüb ist, so daß der Filter das aktivierende Licht in eine Vielzahl von Lichtstrahlen dispergiert.
System nach einem oder mehreren der Ansprüche 46 bis 58, weiter umfassend einen Kühler, der zum Kühlen des Formhohlraumes angepaßt ist.
System nach einem oder mehreren der Ansprüche 46 bis 59, weiter umfassend einen Verteiler, der angepaßt ist, dem Formhohlraum Luft zuzuführen, um Wärme aus dem Formhohlraum zu entfernen.
System nach einem oder mehreren der Ansprüche 46 bis 60, bei welchem der erste Lichtgenerator eine Xenonlichtquelle umfaßt.
System nach einem oder mehreren der Ansprüche 46 bis 60, bei welchem der Lichtgenerator ein Photostrob umfaßt, das ein Quarzrohr hat.
System nach einem oder mehreren der Ansprüche 46 bis 60, bei welchem der erste Lichtgenerator eine Fluoreszenzlichtquelle umfaßt.
System nach einem oder mehreren der Ansprüche 46 bis 60, bei welchem der erste Lichtgenerator zum Erzeugen von ultraviolettem Licht konfiguriert ist, und bei welchem die aktivierendes Licht absorbierende Verbindung einen ultraviolettes Licht absorbierende Verbindung umfaßt.
System nach einem oder mehreren der Ansprüche 46 bis 64, weiter umfassend einen Temperatursensor, der angepaßt ist, Änderungen der Temperatur der linsenbildenden Zusammensetzung zu messen, und eine Steuereinrichtung, die mit dem Temperatursensor gekoppelt ist, wobei die Steuereinrichtung eine Dosis von initiierendem Licht, welche den Hohlraum erreicht, als Funktion einer Veränderung in der Temperatur der linsenbildenden Zusammensetzung über eine Zeitperiode regelt.
System nach Anspruch 65, bei welchem die Steuereinrichtung angepaßt ist, die Dosis von Licht, welche den Hohlraum erreicht, als Funktion einer Anfangstemperatur des Formhohlraumes oder als eine Funktion von Umgebungstemperatur zu regeln.
System nach Anspruch 65, bei welchem die Steuereinrichtung angepaßt ist, eine Intensität des Lichtes im Ansprechen auf die Differenz in der Temperatur der linsenbildenden Zusammensetzung über die Zeitperiode zu variieren.
System nach Anspruch 65, bei welchem die Steuereinrichtung angepaßt ist, eine Dauer des Lichtes im Ansprechen auf die Differenz in der Temperatur der linsenbildenden Zusammensetzung über die vorherbestimmte Zeitperiode zu variieren.
System nach Anspruch 65, bei welchem die Steuereinrichtung angepaßt ist, eine Dauer des Lichtes im Ansprechen auf die Differenz in der Temperatur der linsenbildenden Zusammensetzung über die vorherbestimmte Zeitspanne zu variieren, und bei welchem die Steuereinrichtung angepaßt ist, eine Dauer der Lichtpulse im Ansprechen auf die Differenz in der Temperatur der linsenbildenden Zusammensetzung über die vorherbestimmte Zeitperiode zu variieren.
System nach einem oder mehreren der Ansprüche 65 bis 69, bei welchem die Steuereinrichtung angepaßt ist, zu bestimmen, wann im wesentlichen die gesamte linsenbildende Zusammensetzung ausgehärtet ist.
System nach einem oder mehreren der Ansprüche 65 bis 69, bei welchem die Steuereinrichtung angepaßt ist, das Zuführen von Licht zu der linsenbildenden Zusammensetzung zu stoppen, nachdem im wesentlichen die gesamte linsenbildende Zusammensetzung ausgehärtet worden ist.
System nach einem oder mehreren der Ansprüche 65 bis 69, bei welchem die Steuereinrichtung eine Proportional-Integral-Derivative-Einrichtung ist.
System nach einem oder mehreren der Ansprüche 65 bis 72, weiter umfassend einen Lichtsensor, der angepaßt ist, die Dosis von zu dem Formhohlraum durchgelassenen Licht zu messen, und bei welchem der Lichtsensor angepaßt ist, mit der Steuereinrichtung zu kommunizieren, wobei die Steuereinrichtung die Intensität oder Dauer von Licht derart variiert, daß eine vorbestimmte Dosis zu dem Formhohlraum durchgelassen wird.
System nach einem oder mehreren der Ansprüche 46 bis 73, bei welchem der Co-Initiator ein Amin umfaßt.
System nach einem oder mehreren der Ansprüche 46 bis 74, bei welchem die aktivierendes Licht absorbierende Verbindung eine photochrome Verbindung umfaßt.
System nach einem oder mehreren der Ansprüche 46 bis 75, bei welchem das Monomere ein polyethylen-funktionelles Monomeres umfaßt, das ethylenartig ungesättigte Gruppen enthält, ausgewählt aus Acrylyl und Methacrylyl.
System nach einem oder mehreren der Ansprüche 46 bis 75, bei welchem das Monomere eine Verbindung umfaßt, die aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus polyol(allylcarbonat)-funktionellem Monomerem, acryl-funktionellem Monomerem, metharcryl-funktionellem Monomerem und Mischungen hiervon besteht.
System nach einem oder mehreren der Ansprüche 46 bis 77, bei welchem der Co-Initiator eine Verbindung umfaßt, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus: N,N-Dimethyldiethanolamin, Triethanolamin, Ethyl-4-dimethylaminobenzoat, Ethyl-2-dimethylaminobenzoat, n-Butoxyethyl-4-dimethylaminobenzoat, p-Dimethylaminobenzaldehyd, N,N-Dimethyl-para-toluidin und Octyl-para-(dimethylamino)-benzoat.
System nach einem oder mehreren der Ansprüche 46 bis 78, bei welchem der Photoinitiator eine Verbindung umfaßt, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus: 1-Hydroxy-cyclohexylphenylketon, Mischungen von Bis(2,6-dimethoxybenzoyl)-(2,4,6-trimethylphenyl)phosphinoxid und 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-on, Mischungen von Bis(2,6-dimethoxybenzoyl)-(2,4,6-trimethylphenyl)phosphinoxid und 1-Hydroxycyclohexylphenylketon, 2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenon, 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-on, Mischungen von 2,4,6-Trimethylbenzoyl-diphenylphosphinoxid und 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-on, 2,2-Diethoxyacetophenon, Benzildimethylketal, alpha-Hydroxyketon, 2-Methylthioxanthon, 2-Chlorthioxanthon, Thioxanthon, Xanthon, 2-Isopropylthioxanthon, Mischungen von Triarylsulfoniumhexafluorantimonat und Propylencarbonat, Di aryljodoniumhexafluorantimonat, Mischungen von Benzophenon und 1-Hydroxycyclohexylphenylketon, 2-Benzyl-2-N,N-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-1-butanon, 2-Methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]2-morpholinopropan-1-on; Bis(η⁵-2,4-cyclopentadien-1-yl)-bis[2,6-difluor-3-(1H-pyrrol-1-yl)-phenyl]-titan, Mischungen von 2,4,6-Trimethylbenzophenon und Methylbenzophenon, Benzoylperoxid und Methylbenzoylformiat.
System nach einem oder mehreren der Ansprüche 46 bis 78, bei welchem der Photoinitiator Bis(2,6-dimethoxybenzoyl)-(2,4,4-trimethylphenyl)phosphinoxid umfaßt, und bei welchem der Co-Initiator N-Methyldiethanolamin umfaßt.