DE2029120A1 - Verfahren zum Vervielfältigen von ge formten Kunststoflfgegenstanden, insbesondere von optischen Linsen aus Kunststoff - Google Patents

Description

Anmelder: J.O. Beattie Laboratories, Inc. 579 Pacific Street, Stamford, Connecticut 06902, USA

Verfahren zum Vervielfältigen von geformten Kunststoffgegenständen, insbesondere von optischen Linsen aus

Kunststoff

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zürn Vervielfältigen von geformten Kunststoffgegenständen, insbesondere von optischen Linsen wie Brillenlinsen aus Kunststoff, ausgehend von vorgebildeten Musterstücken.

Die Herstellung von Linsen aus Kunststoff anstelle von Glas ist in steigendem Maße interessant geworden. Dies trifft insbesondere dort zu, wo die Linsen eine komplizierte bzw. nichtsphärische Gestaltung besitzen, welche in Glas schwierig und kostspielig herzustellen ist, oder wo die Linsen stark berichtigend wirken und dick sind und daher unangemessen schwer werden, wenn man sie aus Glas herstellt.

Jedoch wirft die Herstellung von Kunststofflinsen, insbesondere die Herstellung von Augenlinsen bzw. Brillenlinsen aus wärmehärtenden, klaren Kunststoffen wie Diäthylenglykose-bis-Allylkarbonat (im Handel als CR-39 bekannt) in gewerbsmäßigen Mengen, eine Anzahl von Problemen auf. Einmal müssen die ange-

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wandten Gießtechniken relativ einfach sein, damit die Kunststofflinsen mit den Glaslinsen gewerbsmäßig konkurrieren können, und zum anderen müssen die Techniken auch einer sorgfältigen Steuerung unterliegen, damit sich die für optische Zwekke erforderlichen, einheitlichen Produkte ergeben.

Gewöhnliche bzw. einzelsichtige Brillenlinsen werden in mannigfaltigen Linsenstärken hergestellt, wobei die Linsenstärken durch ihren Grad an sphärischer bzw. kugeliger Krümmung bestimmt werden und im Bereich von Null bis zu plus oder minus 12 Dioptrien liegen. Außerdem erfordern viele Linsen auch einen Grad an zylindrischer Stärke, welche der kugeligen Krümmung aufgeprägt wird, um Astigmatismus zu korrigieren. Demgemäß existieren etwa 480 verschiedene Kombinationen von einzelsichtigen Linsen, welche normalerweise für augenoptischen Gebrauch auf Lager gehalten werden. Andere Stärken, welche die obigen überschreiten, werden gewöhnlich auf Sonderauftrag hin angefertigt und können bis zur Größenordnung von plus oder minus 20 Dioptrien gehen.

Bisher wurden solche Linsen einzeln gegossen zwischen zwei negativen Glasformen, welche durch eine flexible Umfangsdichtung voneinander getrennt und durch einen Federbügel zusammengehalten wurden (siehe US-Patentschrift 2 542-386). Die Herstellung einer jeden Kunststofflinse erforderte daher die Handhabung von vier getrennten Stücken, nämlich zwei Glasformen, einer Dichtung und eines Bügels. Dies führte zu einer übermäßigen Handarbeit und demzufolge zu hohen Kosten je Linseneinheit. Es ist also ersichtlich, daß zum Herstellen gewerbsmäßiger Mengen der 480 verschiedenen Linsenkombinationen gemäß dem Stande der Technik erhebliche Mengen an getrennten Glasmusterlinsen, Dichtungen und Bügeln gelagert und gehandhabt werden müssen. Zusätzlich zu der wertvollen Zeit und Arbeit, welche erforderlich ist, um eine solch große Menge an Teilen zu handhaben,

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bietet die Wahrscheinlichkeit von Bruch oder Abrieb durch Berührung einzeln gehandhabter Glasmusterlinsen untereinander, noch ein weiteres, schwerwiegendes Problem.

Die vorliegende Erfindung beseitigt eine solch ausgedehnte Einzelhandhabung, indem man viele Linsenoberflächen zu "Tafeln" gießt und dann anschließend fertige Linsen gegen diese Tafeln mit vielen Hohlräumen gießt, anstatt gegen einzelne Glasformen zu gießen.

Die Erfindung umfaßt auch die Entwicklung von Gießharzen, welche die besondere Kombination optischer, chemischer und physikalischer Eigenschaften zeigen, welche erforderlich ist, um Tafeln mit vielen Formhohlräumen herzustellen.

Beim Gießen von Harzen wie CR-39 zum Herstellen der relativ dicken Linsen, welche für halbfertige Rohstücke benötigt werden, ist ein Härtungsgang von etwa 36 Stunden erforderlich, wobei während dieses Härtungsganges die Glasformen festgelegt sind. Aus diesem Grunde müssen zusätzliche Glasformen zur Verfügung stehen, um eine laufende Produktion zu gestatten. Demgegenüber können die erfindungsgemäßen Tafelmaterialien normalerweise in 6 Stunden oder weniger im Arbeitsgang gehalten werden, was die Zeitdauer stark herabsetzt und wodurch wertvolle Glasmusterstücke frei werden.

Zusätzlich zu einzelsichtigen Brillenlinsen befaßt sich die optische Industrie auch mit der Herstellung einer fast endlosen Mannigfaltigkeit an multifokalen Brillenlinsen, beispielsweise bifokalen oder trifokalen Arten. Bifokale Linsen und trifokale Linsen sind solche, bei denen eines oder mehrere Segmente unterschiedlicher Krümmung auf die Oberfläche der einzelsichtigen Linse aufgeprägt werden. Multifokale Linsen werden normalerweise in halbfertigem Zustand geliefert, in welchem die konvexe Seite vollständig geformt ist, die konkave Seite jedoch unvollständig ist und es dem ausfertigenden Optiker überlassen

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bleibt, die konkave Oberfläche nach den individuellen Anforderungen des Patienten zu fertigen. In gleicher Weise wird die Anzahl an einzelnen Glasmustern und anderen Formteilen, welche zur gewerbsmäßigen Produktion multifokaler Linsen nach dem Stande der Technik auf Lager zu halten wären, sowie die einzelnen Gießprozesse, offensichtlich unermeßlich.

Demgemäß soll erfindungsgemäß in erster Linie eine Vielfachgießmethode zur gewerbsmäßigen Produktion von Kunststofflinsen oder dergleichen, und insbesondere für Brillenlinsen aus Kunststoff sowohl des einzelsichtigen als auch des multifokalen Typs aus CR-39 oder aus ähnlichem fertigem Linsenmaterial geschaffen werden, wobei die Gießmethode schnell und wirtschaftlich ist, die erforderliche Anzahl und das Ausmaß der · Handhabung von Glasmusterlinsen sowie die Wahrscheinlichkeitdes Bruchs oder der Beschädigung der Glasmusterlinsen auf ein Mindestmaß herabsetzt, und welches zu Linsen hoher optischer Qualität führt.

Die Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Herstellen vieler Kunststoffduplikate, ausgehend von Musterstücken, insbesondere das Herstellen vieler Duplikatlinsen aus Kunststoff, beispielsweise von Brillenlinsen, ausgehend von Musterlinsen aus Glas. Eine Anzahl positiver Glasmusterlinsen wird in einer Matrix angebracht, welche dann einem Matrixformaufbau einverleibt wird, in welchem eine negative Nachbildungstafel aus gehärtetem Harz gegossen wird. Bei der Herstellung von Augenlinsen bzw. Brillenlinsen weist der Matrxxformenaufbau eine Matrix auf, welche die Glasmusterformen sowie eine flexible Membrane enthält, wobei die Glasmusterformen und die flexible Membrane durch eine Umfangsdichtung zusammengehalten werden, und das Härten der negativen Nachbildungstafeln wird in einem Autoklaven unter Druck bewirkt. Die Nachbildungstafeln werden dann einer Nachbildungsform einverleibt, in welcher zahlreiche, positive

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Duplikate an Kunststofflinsen gleichzeitig gegossen werden.

Die Erfindung schafft auch ein Gießen multifokaler Linsen, beispielsweise bifokaler Linsen, von konkaven bzw. negativen Glasmusterstücken. Eine positive Nachbildungstafel der multifokalen Linsenoberfläche wird gegossen und unter Druck in einem Autoklaven gehärtet. Diese positive Nachbildungstafel wird dann als Form benutzt, um die negative Nachbildungstafel zu gießen, wie dies oben beschrieben ist. Die negative Nachbildungstafel wird dann einer Nachbildungsform einverleibt, welche für das Gießen der fertigen, positiven Duplikatlinsen aus Kunststoff verwendet wird. "

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, zum Vervielfältigen von geformten Kunststoffgegenständen, insbesondere von optischen Linsen wie Brillenlinsen aus Kunststoff, ausgehend von vorgebildeten Musterstücken. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man A. eine Anzahl Muster-'stücke mit den zu vervielfältigenden Oberflächen in einer Matrix anbringt, wobei die Oberflächen dem Gießen auf einer Seite der Matrix zugänglich sind, B. eine Nachbildungstafel aus gehärtetem Harz gegen die Oberflächen dieser Musterstücke gießt, C. eine Form herstellt, welche diese Nachbildungstafel als Formoberfläche aufweist, und D. eine Anzahl gehärteter Harzduplikate dieser Musterstücke in der Form gleichzeitig gießt.

Die Erfindung bezieht sich auf das gleichzeitige Gießen zahlreicher Kunststoffgegenstände, und insbesondere auf das Gießen einer Vielzahl an Kunststoffduplikaten, ausgehend von Musterlinsen aus Glas, wobei insbesondere Brillenlinsen aus geeigneten optischen Gießmaterialien wie CR-39-Harz gleichzeitig gegossen werden. Bei einem Verfahren, welches hier als "Einzel-.nachbildung" bezeichnet sei, werden negative Tafeln von einer Matrix gegossen, welche eine Anzahl geschliffener und polierter,

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positiver Glasmusterlinsen aufweist, wobei die Glasmusterlinsen auf einer Platte angebracht sind und mit ihren optischen Oberflächen dem Gießen auf einer Seite zugänglich sind. In den Fällen, wo die zu vervielfältigenden Glasmusterstücke nur eine geschliffene und polierte optische Oberfläche besitzen, wird nur eine solche Matrix benötigt. Jedoch in dem Fall, wo die Brillenlinsen oder dergleichen zwei optische Oberflächen besitzen, wird vorzugsweise eine getrennte Matrix für jede Oberfläche geschaffen. Jedoch ist es möglich, eine einzige Matrix zu benutzen, welche vollständige Glasmusterlinsen aufweist, die in der Matrix so angebracht sind, daß ihre optischen Oberflächen auf jeder Seite zugänglich sind.

Eine Tafel·, welche negative Eindrücke bzw. Nachbildungen von jeder optischen Oberfläche enthält, wird dann gegen die Seite jeder Matrix gegossen, auf welcher die optischen Oberflächen zugänglich sind. Jede Tafel wird aus einem Harz gebildet, welches sowohl die optische Oberfläche jeder Glasmusterlinse in der Matrix exakt reproduziert, als auch mit dem Harz verträglich ist, welches zum Gießen der fertigen Duplikatlinsen verwendet wird. Um verträglich zu sein, darf das Tafelharz nicht von dem Linsenharz angegriffen werden, welches dagegen gegossen wird, und das Tafelharz muß sich leicht abtrennen lassen, wenn das Linsenharz voll ausgehärtet ist, ohne daß sich nachteilige Auswirkungen an der Oberfläche der fertigen Linse einstellen.

Für das Gießen einiger Gegenstände kann man Tafelharze verwenden, welche direkt gegen die Matrix gegossen und unter atmosphärischem Druck gehärtet werden können. Wo jedoch Tafeln zum Gießen von Linsen aus optischen Harzen wie CR-39 verwendet werden, erfordern die bevorzugten Tafelharze normalerweise ein Härten unter einem überatmosphärischen Druck. Dies ist erforderlich, um eine exakte und gußnarbenfreie Nachbildung der op-

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tischen Oberflächen der Glasmuster zu erhalten und um sicherzustellen, daß die Tafeln unter den Spannungen der Polymerisationsschrumpfung nicht reißen oder sich verziehen, wenn die Linsen später darin gehärtet werden.

Um den notwendigen Druck während des Härtens bereitzustellen, wird jede negative Nachbildungstafel vorzugsweise zwischen der entsprechenden Matrix und einer flexiblen Membrane gegossen. Die flexible Membrane weist vorzugsweise Teile auf, welche im allgemeinen der Krümmung der Glasmuster in der Matrix entsprechen. Die Anordnung aus Matrix, flexibler Membrane und dazwischengegossener Harztafel wird dann in einen Autoklaven gebracht und einem unter Druck befindlichen Fließmittel unterworfen, welches auf die Härtungstemperatur des Tafelharzes erhitzt ist, wobei man eine Zeitdauer anwendet, welche zur Bewirkung des Härtens ausreichend ist.

Die' fertigen, vervielfältigten Duplikatlinsen werden von den negativen Nachbildungstafeln gegossen. Am häufigsten, beispielsweise bei Brillenlinsen, weist die Nachbildungsform zwei negative Nachbildungstafeln auf, welche die beiden optischen Oberflächen jeder Glasmusterlinse darstellen. Die Tafeln hält man aufeinander ausgerichtet und im Abstand voneinander, und zwar mit Hilfe von Abdichtmitteln, welche die Nachbildungsform in eine Vielzahl separater Linsenhohlräume unterteilen, welch letztere der Krümmung der ursprünglichen Glasmuster entsprechen. Die Abdichtmittel können aus einer getrennten Abdichtung bestehen, weisen jedoch vorzugsweise einen aufeinanderpassenden Abdichtaufbau auf, welcher als Ganzes mit den beiden Tafeln vergossen ist, die die Nachbildungsform bilden. Das optische Harz wird in die Linsenhohlräume in der Nachbildungsform gegossen und darin gehärtet, damit sich die endgültigen Duplikatlinsen bilden. Die negativen Nachbildungsformen können durch richtige Auswahl der Tafelharze wiederverwendbar gemacht werden, doch

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ist es gewöhnlich wirtschaftlicher, sie nur einmal zu verwenden wegen der Schwierigkeit des Reinigens solcher Tafeln, nachdem ■ Harze, wie das CR-39, in solchen Tafeln gegossen worden ist.

Beim Gießen multifokaler Linsen, beispielsweise der bifokalen oder trifokalen Art, ist es gewöhnlich ein Erfordernis, daß bei den fertigen Linsen der bifokale oder trifokale Segmentteil sich über die umgebende Linsenoberfläche erhebt. Diese Konfikuration ist jedoch in Glas höchst schwierig und kostspielig herzustellen. Daher ist es gewerbsmäßig nicht tunlich, positive
Glasmuster zur Herstellung bifokaler, trifokaler und multifokaler Kunststofflinsen sich zu verschaffen. Es ist jedoch
möglich, negative Glasmuster wirtschaftlich herzustellen, indem man das fokale Segment in eine negative Linsenoberfläche
einschleift und poliert. Demgemäß können positive, multifokale Duplikatlinsen aus Kunststoff, ausgehend von den anfänglichen, negativen Glasmustern, bereitet werden. Dies erfolgt nach einem Verfahren, welches hier als "Doppelnachbildung" bezeichnet sei.

Bei der Doppelnachbildung werden die negativen Glasmuster
in Matrices angebracht, genau wie die positiven Glasmuster bei der Exnzelnachbildungsmethode. Die positiven Tafeln werden dann gegen diese Matrices gegossen. Die positiven Tafeln, welche gegen die negativen Matrices gegossen sind, sind tatsächlich mehrere Duplikate der fertigen positiven Duplikatlinsen. Die positiven Tafeln werden dann zur Herstellung negativer Tafeln verwendet, geradeso, als ob sie Matrices mit positiven Glasmustern wären. Die negativen Tafeln werden dann als Formen zur Herstellung der fertigen optischen Harzduplikatlinsen verwendet, genau so wie bei der Einzelnachbildungsmethode.

Ein wichtiges Merkmal der Doppelnachbildungsmethode ist die Bereitstellung geeigneter Materialien für das Gießen der positiven und negativen Nachbildungstafeln. Die Materialien für die positive Tafel müssen die Glasoberflächen der negativen Matrix

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exakt reproduzieren und sie müssen mit den Materialien der negativen Tafel verträglich sein, wogegen sie gegossen werden. Die Materialien der negativen Tafel müssen negative Tafeln angemessener Qualität von den positiven Tafeln erzeugen und besitzen die richtigen physikalischen, chemischen und optischen Eigenschaften für das Herstellen fertiger Duplikatlinsen aus CR-39 und dergleichen, welch letztere genaue Duplikate der ursprünglichen negativen Glasmuster sind. Diese Materialien werden nachstehend eingehender beschrieben.

Zum besseren Verständnis des Wesens und der Ziele der Erfindung sei auf die folgende eingehende Beschreibung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen Bezug genommen.

Fig. 1 der Zeichnungen bedeutet eine auseinandergezogene, isometrische Ansicht der Konstruktion der Matrixform, welche beim Gießen der Vxelfachnachbxldungstafeln der Erfindung verwendet wird.

Fig. 2 ist eine isometrische Ansicht der Zusammenstellung der Formkonstruktion der Matrix von Fig. 1, teilweise im Schnitt gezeigt, um das Innere der Konstruktion zu veranschaulichen.

Fig. 3 ist eine vergrößerte Seitenansicht, im Schnitt, der Matrixformkonstruktion für das Gießen von Nachbildungstafeln von konkaven Glasmusterlinsenoberflachen. Die Matrix ist schematisch in einem Autoklaven gezeigt, um die Stufe des Härtens zu veranschaulichen.

Fig. 4 ist eine Seitenansicht, im Schnitt dargestellt, einer Matrixformkonstruktion für das Herstellen von Nachbildungstafeln von konvexen Glasmusterlinsenoberflachen, wobei die Nachbildungstafeln mit Abdichtungsmitteln ein zusammenhängendes Ganzes bilden.

Fig. 5 ist eine Seitenansicht, im Schnitt dargestellt, einer Nachbildungsform mit Abdichtung, welch letztere mit der Form

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ein zusammenhängendes Ganzes bildet, hergestellt von Nachbildungstafeln, welche in Matrixformkonstruktionen der Fig. 3 und 4 hergestellt wurden.

Fig. 6 ist eine isometrische Ansicht einer Nachbildungstafel, welche in der Matrixformkonstruktion der Fig. 4 hergestellt wurde.

Fig. 7 ist eine Seitenansicht, im Schnitt dargestellt, einer anderen Matrixformkonstruktion, welche der in Fig. 4 gezeigten ähnlich ist.

Fig. 8 ist eine Seitenansicht, im Schnitt dargestellt) einer Nachbildungsform mit getrennten Dichtungsringen, wobei die Form von Nachbildungstafeln gebildet wurde, welche in den Matrixformkonstruktionen der Fig. 3 und 7 hergestellt wurden.

Fig. 9 ist eine auseinandergebogene, isometrische Ansicht der Nachbildungsform der Fig. 8.

Fig. 10 ist eine Seitenansicht, im Schnitt dargestellt, einer Matrixformkonstruktion, für das Gießen von Nachbildungstafeln der konkaven, multifokalen Oberflächen von multifokalen Glasmusterlinsen, wobei die Nachbildungstafeln mit der Dichtung ein zusammenhängendes Ganzes bilden.

Fig. 11 ist eine Seitenansicht, im Schnitt dargestellt, einer Formkonstruktion für das Gießen einer positiven Nachbildungstafel von der negativen Nachbildungstafel, welche in der Formkonstruktion von Fig. 10-hergestellt wurde.

Fig. 12 ist eine teilweise isometrische Ansicht, im Schnitt, der positiven Nachbildungstafel, welche in der Formkonstruktion der Fig. 11 gegossen wurde.

Fig. 13 ist eine Seitenansicht, im Schnitt dargestellt, einer Nachbildungsform für das Gießen einfacher, multifokaler Duplikatlinsen.

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Fig. 14 bis 18 sind isometrische Ansichten von Vertretern gestalteter Linsen, welche nach der erfindungsgemäßen Einzelnachbildungsmethode aus Kunststoff hergestellt werden können, und die entsprechenden Schnitte sind längs der Linien 15-15, 17-17, und 19-19 genommen.

Fig. 20 ist eine isometrische Ansicht eines bifokalen Linsenduplikates aus Kunststoff, welches nach der erfindungsgemäßen Doppelnachbildungsmethode gegossen wurde.

Fig. 21 ist eine isometrische Ansicht eines trifokalen Linsenduplikats aus Kunststoff, welches nach der erfindungsgemäßen Doppelnachbildungsmethode gegossen wurde.

Fig. 22 ist eine isometrische Ansicht eines nichtsphärischen, bifokalen Linsenduplikats aus Kunststoff, wefches nach der ■erfindungsgemäßen Doppelnachbildungsmethode gegossen wurde.

In den gesamten Zeichnungen beziehen sich gleiche Bezugs- . zeichen auf entsprechende Teile.

Beschreibung bevorzugter Ausführunqsformen

Unter Bezugsnahme auf die Zeichnungen sei die Erfindung in erster Linie im Hinblick auf das Vielfachgießen von Brillenlinsenduplikaten aus Kunststoff beschrieben. Jedoch läßt sich die Erfindung auch leicht auf das Gießen anderer Linsentypen anwenden, beispielsweise Linsen mit zwei konkaven oder zwei konvexen optischen Oberflächen, sowie andere optische Oberflächen und ähnliche Kunststoffgegenstände. Das Gießen dieser anderen Linsen beziehungsweise dieser Kunststoffgegenstände kann vollzogen werden, indem man die aus der folgenden Beschreibung sich ergebende Gießvorrichtung nur geringfügig modifiziert.

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Einze!nachbildung

In Fig» 1 wird zunächst eine Anzahl an zu vervielfältigenden Glasmusterlinsen 20 in einer Matrix 22 (Fig. 2) angebracht. Die Linsen 20 entsprechen genau den gewünschten, fertigen Duplikatlinsen aus Harz und werden daher hier als positive Glasmuster betrachtet_# ohne Rücksicht darauf, ob sie ihrer Gestaltung konvex oder konkav sind» Wenn auch zwecks Vereinfachung der Erläuterung und der Bequemlichkeit der Veranschaulichung eine Matrix mit 4 Linsen gezeigt ist, so kann doch selbstverständlich erfindungsgemäß jede Zahl an Linsen gleichzeitig nachgebildet werden. Bei der gewerbsmäßigen Anwendung der Erfindung ist es typisch, daß eine viel größere Anzahl an Linsen gleichzeitig nachgebildet wird. Brillenlinsen besitzen normalerweise zwei optische Oberflächen, von denen die eine konkav und die andere konvex ist. Vorzugsweise wird für jede dieser Oberflächen eine getrennte positive Glasmusterlinse 20 bereitet. Demgemäß sind für das Nachbilden der konkaven und konvexen optischen Oberflächen getrennte Matrices 22 bereitzustellen. Auf diese Weise können mannigfaltige Kombinationen an konkaven und konvexen Oberflächen beliebig gewählt werden, um eine gewünschte Gestaltung der fertigen Linse zu erzeugen. Jedoch für einige Zwecke kann eine einzige Matrix verwendet werden, bei welcher sowohl die konvexen als auch die konkaven Oberflächen der kompletten Glasmuster auf jeder Seite dem Gießen zugänglich sind, und natürlich wird nur eine einzige Matrix benötigt, um eine Linse mit nur einer optischen Oberfläche nachzubilden.

Beim Verwenden getrennter Matrices für die verschiedenen optischen Oberflächen des Glasmusters (vergleiche Fig. 3) wird eine Gruppe an Linsen 20a (hier für das Gießen von Brillenlinsen konkav gezeigt) in einer Matrixplatte 24 angebracht, welche zwecks Dauerhaftigkeit vorzugsweise aus Metall besteht, aber

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auch aus ,Glas, Keramik, oder sogar aus geeignetem Kunststoff hergestellt sein kann. Jede konkave Linse 20a ist in einer Öffnung 26 in der Matrixplatte 24 angebracht, um eine Matrix 22 zu bilden, wobei die konkaven Oberflächen 28 auf einer Seite der Matrixplatte 24 durch die Öffnungen 26 hindurch, für das Gießen zugänglich sind. Vorzugsweise befindet sich in der Öffnung 26 ein Absatz 30 zum Haltern jeder Linse 20a, gegen deren unbenutzte, konvexe Oberfläche 32. Auch ist jede Linse 2Oa in ihrer Stellung in der Matrixplatte 24 vorzugsweise durch einen Streifen 34 aus flüssigkeitsdicht abschließender Masse befestigt, wobei diese Masse zwischen der konvexen Oberfläche 32 und dem Absatz 30 angebracht ist.

Aus gehärtetem Harz wird dann eine negative Nachbildungstafel (d.h. eine die positiven Glasmuster negativ reproduzierende Tafel) gegen die konkaven Oberflächen 28 der Glasmusterlinsen 20a in der Matrixplatte 24 gegossen. Diese negative Nachbildungstafel dient als eine Pormoberfläche für das Gießen der vielen, fertigen Duplikatlinsen. Etliche Tafelharze können direkt gegen die Matrix gegossen und unter atmosphärischem Druck gehärtet werden, in welchem Falle es nur nötig ist, die Matrix mit einer Kantendichtung zu umgeben, die Matrix mit einem geeigneten Monomerharz zu füllen, vorzugsweise die Anordnung mit einer Hinterlegungsplatte zu bedecken, und zu härten. Jedoch benötigen viele Harze, und besonders diejenigen bevorzugten Harze, welche für das Herstellen von Tafeln verwendet werden, in denen optische Linsenduplikate aus Harz gegossen werden können, als Hxnterlegungsplatte ein flexibles Glied. Die ses flexible Glied kann sich leicht verziehen, um sich der Polymerisationsschrumpfung des Harzes während des Härtens anzupassen. Außerdem kann das flexible Glied verwendet werden, um beim Härten zusätzlichen Druck auf das Harz zu übertragen, um zu gewährleisten, daß das Harz sich nicht von den Oberflächen des Glasmusters wegzieht oder unter den Spannungen der Polymerisationsschrumpfung sich biegt oder reißt. Das flexible Glied

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stellt also sicher, daß die negative Nachbildungstafel exakte und gußfehlerfreie Nachbildungen der optischen Oberflächen des Glasmusters enthält.

Demgemäß wird eine Matrix 22 zum Gießen bereitet (vergleiche Fig. 2 und 4), indem man die Matrix mit einer Umfangsdichtung 36 umgibt, welche vorzugsweise aus flexiblem Material wie weichgemachtem Vinylharz, einem Gemisch aus Polyäthylen und Polyisobutylen, oder sogar aus einem flexiblen Band oder ähnlichem flexiblem Material besteht. Die Dichtung 36 ist mit einem nach innen gerichteten, zentralen Rücken 3 8 versehen, welcher dazu dient, sowohl das flexible HinterIegungsglied zu haltern, als auch den richtigen Abstand zwischen dem Hinterlegungsglied und den Glasmusterlinsen zu schaffen.,

Das flexible Hinterlegungsglied besteht vorzugsweise aus einer flexiblen Membrane 40, welche aus Aluminiumfolie von etwa 0,07 bis etwa 1,0 mm Dicke hergestellt ist. Jedoch kann man auch andere dünne Metallfölien sowie eine Anzahl synthetischer Materialien verwenden, wozu Zelluloseacetat, Teflon, Nylon, verschiedene Vinylharze,, Polyäthylen und dergleichen gehören. Die flexible Membrane 40 wird durch Spinnen, Stanzen oder dergleichen deformiert, damit sie eine Anzahl Sektoren 42 bildet, welche in Anzahl und allgemeiner Gestalt den optischen Oberflächen der nachzubildenden Glasmuster entsprechen. Die flexible Membrane 40 wird auf der Dichtung 36 vorzugsweise durch eine Rückplatte 44 in Stellung gehalten, welch letztere Ausschnitte 46 enthält, die in Gestalt und Lage den Sektoren entsprechen.

Matrix 22, Dichtung 36, flexible Membrane 40 und Rückplatte 44 werden, wie in Fig. 2 gezeigt, "zusammengestellt und können durch Federklammern 48 oder dergleichen rings um den Umfang der Anordnung, im Abstand voneinander, sicher zusammengehalten werden, wie dies gezeigt ist. Ist die Anordnung zusammengestellt,,

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so wird flüssiges Monomerharz eingegossen, indem man eine Kante der Dichtung 36 anhebt und cfas Monomerharz durch Eingießen oder unter Druck in bekannter Weise einführt. Diesbezüglich sei auf die US-Patentanmeldung 816 577 verwiesen. '

Einige Plattenharze können direkt in dem in Fig. 2 gezeigten Matrixformaufbau gehärtet werden. Jedoch erfordern die zum Herstellen von Nachbildungstafeln für das Gießen optischer Duplikatlinsen aus Harz verwendeten Tafelharze gewöhnlich die Ausübung zusätzlichen Druckes während des Gießens. Beim Gießen von Duplikatlinsen aus CR-39 sind beispielsweise die bevorzugten Tafel- '. harzmassen diejenigen, wie sie in den folgenden Beispielen in Gewichts-% angegeben sind. Diesbezüglich sei auf die gleichzeitig eingereichten deutschen Patentanmeldungen P

(B-2550) und P .. (B-2552) verwiesen.

Beispiel 1 - Copolymeres aus etwa 96 bis etwa 50% Methy1-methacrylat und etwa 4 bis etwa 50% Glykol-dimethacrylat? vorzugsweise ein Copolymeres aus etwa 70 bis etwa 85% Methylmethacrylat und etwa 15 bis etwa 30% Glykol-dimethacrylat.

Beispiel 2 - Copolymeres aus etwa 30% Methyl-methacrylat und etwa 70% Acrylnitril.

Beispiel 3 - Copolymeres aus etwa 96 bis etwa 50% Styrol und etwa 4 bis etwa 50% Glykol-dimethacrylat, Diviny!benzol oder Acrylnitril. Das Styrol-Acrylnitril-Copolymere ist vorzugsweise entweder mit Glykol-dimethacrylat oder Divinylbenzol vernetzt.

Beispiel 4 - Copolymeres aus etwa 70% Acrylnitril und etwa 30% Methylmethacrylat, vernetzt mit etwa 5 bis etwa 30%, bezogen auf Gesamtgewicht, an Glykol-dimethacrylat.

Negative Nachbildungstafeln, welche aus den Harzen der Beispiele 1, 2, 3 und 4 gegossen sind, sollten für beste Ergebnisse unter einem Druck zwischen etwa 3,5 und 7,0 kg/cm und bei Temperaturen im Bereich von etwa 40 bis etwa 95°C gegossen wer-

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ci'311. Geeignete Härtungszeiten liegen gewöhnlich innerhalb des Bereichss von etwa 1 bis 6 Stunden= Das Härten kann vollzogen v/erden, indem man die zusammengesetzte Anordnung von Matrix 22 (vergleiche Fig. 3), Dichtung 35, flexibler Membrane 40 und" Rückplatte 44 mit dem eingegossenen Tafelharz in einen geeigneben Auto]?.lave■! 50 auf ein Paar Bolzen, beispielsweise Barren 47, bringt, welche ein freies Zirkulieren von Fließmittel rings um die Anordnung gestattenο Der Aufbau des Autoklaven 50 kann ähnlich demjenigen sein, wie er in der US-Patentanmeldung ......... (J-14-004) beschrieben ist. Der Autoklav 50 kann durch ein Fließmittel unter Druck gesetzt sein, welches durch den Autoklaven vom Einlaß 52 zum Auslaß 54 zirkuliert» Vorzugsweise besteht das Fließmittel aus Wasser, welches auf die erforderliche Druckhöhe gebracht ist und auf die Härtungstemperatur des besonderen, zu härtenden Tafelharzes erhitzt ist» Jedoch kann aber auch das Fließmittel eine gasförmige Substanz wie Luft oder ein inertes Gas wie Kohlendioxyd oder Stickstoff sein, welches unter geeignetem Druck steht= Da jedoch Gase im allgemeinen schlechtere Wärmeleiter sind als Wasser, erfordert die Verwendung unter Druck stehenden Gases im Autoklaven 50 gewöhnlich eine längere Härtung.

Unter dem Druck des Fließmittels deformieren sich die Sektoren 42 der flexiblen Membrane 40 (Fig. 3) leicht und pressen gegen die Oberfläche des Tafelharses über den optischen Oberflächen 28. Dadurch wird ein Druck auf das Hars ausgeübt, welches während des Härtens in Berührung mit den optischen Oberflächen verbleibt. Die Sektoren 42 deformieren sich ferner als Reaktion auf eine Polymerisationsschrumpfung des Tafelharzes während des Härtens, wodurch die Druckausübung aufrecht erhalten wird und eine fortlaufende Berührung zwischen dem Tafelharz und den optischen Oberflächen 28 zur exakten Nachbildung gewährleistet ist. Beim Vollenden des Härtens ist eine negative Nachbildungstafel 56 (Fig. 5 bzw. 8 und 9) herge-

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stellt, welche die konkaven Oberflächen 28 der Glasmusterlinsen 20a negativ nachbildet, und die negative Nachbildungstafel wird aus dem in Fig. 3 gezeigten Farmaufbau entfernt.

In Fig. 7 ist eine separate Matrix 58 vorzugsweise für das Gießen der negativen Nachbildungstafel der anderen Oberflächen der Glasmusterlinsen geschaffen. Die Matrix 53 ist der vorstehend besprochenen Matrix 22 von Fig. 1 sehr ähnlich und umfaßt eine Matrixplatte 60 mit darin befindlichen:Öffnungen 62 für das Anbringen von Glasmusterlinsen 2Ob mit den gewünschten Linsenoberflächen (hier für das Gießen von Brillenlinsen konvex gezeigt). Die Glasmuster 2Öb sind vorzugsweise in den Öffnungen 62 gegen einen Absatz 64 angebracht und in ihrer Lage mittels einer flüssigkeitsdichten Abschlußmasse 66 abgedichtet. Die konvexen Oberflächen 68 sind auf einer Seite der Matrix 58 durch die Öffnungen 62 dem Gießen zugänglich gemacht«,

Das gleiche Tafelharz, welches zum Gießen der negativen Nachbildungstafel 56 (Fig. 8) verwendet wird, sollte für das Gießen der negativen Nachbildungstafel mit konvexen Oberflächen 68 verwendet werden. Es wird ein Formenaufbau gebildet, indem man die Matrix 58 (Fig. 7) mit einer ümfangsdichtung 70 versieht, welche in jeder Hinsicht der zuvor besprochenen Dichtung 36 (Fig. 1) ähnlich ist. Eine flexible Membrane 72, wiederum der zuvor besprochenen Membrane 40 von Fig. 1 ähnlich, wird am Oberteil der Dichtung 70 im Abstand von den Glasmusterlinsen 20b angebracht. Die flexible Membrane 72 unterscheidet sich jedoch von der Membrane 40 insofern, als die deformierten Sektoren 74 mit einer konkaven Oberfläche ausgestattet sind, um der Krümmung der konvexen optischen Oberflächen 68 der Musterlinsen 20b zu entsprechen. Die Membrane 72 wird auf der Dichtung 70 in Stellung gehalten mittels einer Rückplatte 76, welche Öffnungen 78 aufweist, die die deformierten Sektoren 74 aufnehmen. Die An-

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ordnung kann durch Federklammern oder dergleichen zusammengehalten werden, welche den zuvor besprochenen Klammern 48 ähnlich

Sine negative Nachbildungstafel 80 (Fig« 8), welche die konvexen Oberflächen 68 der Glasmusterlinsen 20b negativ nachbildet? wird dann in dem in Fig., 7 gezeigten Formenaufbau gegossen«. .Die Tafel 80 wird in der gleichen Weise wie die vorstehend be- iiprotfhene Tafel 56 gegossen, vorzugsweise unter zusätzlichem Druck in einem Autoklaven 50, wie dies in Fig. 3 gezeigt ista

Die negativen Nachbildungstafeln 56 und 80 werden dann zu der in Fig. 8 gezeigten Nachbildungsform kombiniert, welche π um Gießen der fertigen Duplikatlinsen aus Kunststoff verwendet wirdο Die Tafeln 56 und 80 werden, wie gezeigt, gegeneinanderciu s ge richtet und durch ^dichtungsmittel im Abstand voneinander gehalten« Dadurch bilden die Tafeln 56 und 80 zwischen sieh T:ine Anzahl"getrennter Linsenhohlräume 83, von denen ein jeder Hohlraum Umrisse aufweist, welche den beiden optischen. Oberflächen der entsprechenden ursprünglichen Glasmusterlinsen 20a UPQ 20b entsprechen= Die Abdichtungsmittel können aus einer VielfcX'liringdichtung 84 bestehen, wie dies in Fig» 9 gezeigt ist. Jeder Ring 84a, 84b, 84c und 84d ist mit einem inneren, zentralen Absatz 86 versehen, wie dies in Figο 8 gezeigt ist, wobfei dieser Absatz dazu dient, die Tafeln 56 und 80 im gewünschfeen Abstand voneinander su haltern» Die Einzelringe der Dichtung 84 sind zweckmäßig vorzugsweise durch Gurtband 88 (Fig» 8 und 9) miteinander verbunden, itfenngleich selbstverständlich die Ringe auch, getrennt sein können. Die Ringdichtung 84 wird vorzugsweise aus den gleichen flexiblen Materialien hergestellt, wie dies vorstehend für die ümfangsdichtungen 36 und 70 besprochen ist.

Die einzelnen Kunststoffduplikatlinsen aus CR-39 oder anderem optischen Material können in der Form 82 gegossen werden,-

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indem man die Ringdichtung 84 auf eine der Tafeln legt, vorzugsweise auf die konkave Tafel 80, veIchs in horizontaler Ebene gehalten wird. Die Linsenhohlräume 83 werden dann mit dem geeigneten flüssigen Monometerharz gefüllt und die gegenüberliegende Tafel nach abwärts auf die Dichtung 84 gedrückt» Gewöhnlich benötigen die beim Gießen der fertigen Duplikatlinsen verwendeten Harije nicht die Anwendung zusätzlichen Druckes und daher können die Linsen direkt in der Nachbildungsform 82 gehärtet werden. In den Fig. 14 bis 19 sind typische Brillenlinsen 90a, 90b und 90c gezeigt, welche erfindungsgemäß in einer Nachbildungsform wie in der in Fig. 8 gezeigten gegossen wurden.

Man kann aber auch, und zwar vorzugsweise, die Nachbildungsform so aufbauen, daß die Abdichtungsmittel ein zusammenhängendes Ganzes mit ihr bilden, sodaß eine getrennte Ringdichtung 84, wie sie in Fig. 9 gezeigt ist, fortfallen kann. Eine Methode für das Herstellen einer Nachbildungsform mit solchen Dichtungsmitteln, welche mit der Form ein zusammenhängendes Ganzes bilden, ist in den Fig. 4 und 5 gezeigt. In Fig. 5 wird eine negative Nachbildungstafel 56 der konkaven.Linsenoberflächen 28 verwendet, welche identisch mit einer Tafel ist, wie sie in gleicher Weise, wie vorstehend besprochen, gegossen werden kann. Jedoch wird eine etwas unterschiedliche negative Nachbildungstafel 92 der konvexen Glasmusteroberflächen 68 geschaffen, welche einen mit der Tafel ein zusammenhängendes Ganzes bildenden, aufstehenden Rand 94 (Fig. 5 und 6) aufweist, wobei der Rand jede optische Oberfläche 68 umgibt, die darin nachgebildet ist. Wie in Fig. 5 gezeigt, sind die Tafeln 56 und 92 so kombiniert, daß sie eine Nachbildungsform 95 bilden. Die Ränder 94 umgeben und berühren den Umfang der entsprechenden optischen Oberflächen in der Tafel 56, wodurch getrennte Linsenhohlräume definiert werden, sodaß sich dadurch die gleiche Funktion wie die der Ringdichtung 84 im Formenaufbau der Fig. 8 ergibt.

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Die Tafel 92 mit ihEen angegossenen Rindern 94 wird gegen eine Matrix 96, wie sie in Fig. 4 gezeigt ist, hergestellt. Die Matrix 96 weist eine Matrixplatte 98 mit Öffnungen 100 auf, in denen Glasmusterlinsen 2Öb angebracht sind.' Jede Öffnung 100 ist vorzugsweise mit einem inneren Absatz 102 in der Nähe ihres unteren Endes versehen» Die Glasmusterlinsen 20b sind jeweils auf einem Trägerring 104 angebracht, welcher vorzugsweise aus' einem Material besteht, welches leicht von dem Tafelharz, das dagegen gegossen wird, freisetzbar ist. Ein besonders geeignetes Material für Trägerringe 1O4 ist Polytetrafluoräthylen, welches als Teflon oder Fluon im Handel erhältlich ist. Die Trägerringe 104 sind mit einer Boäenbördelung versehen, welche unter dem Rand 102 angreift, um den Trägerring 104 und die dadurch gehalterten Glasmusterlinsen 20b an ihrer Stelle zu halten. Wie ersichtlich, ist der Durchmesser des Trägerringes 104 geringer als der Durchmesser der Öffnung 100, sodaß ein Formring 108 jede Glasmusterlinse 20b umgibt. Der Ring 108 schafft den Formenabstand, in welchen jeder Rang der Tafel 92 (Fig. 5 und 6) gegossen wird. Vorzugsweise sind die Wandungen des Ringes 108 auch mit einem Überzug 110 aus Polytetrafluoräthylen versehen, um das Freisetzen der Tafel vom Formenaufbau weiter zu erleichtern.

Die Matrix 96 wird in einen in Fig. 4 gezeigten Formaufbau eingesetzt, indem man eine Umfangsdichtraig 70, eine flexible Membrane 72 und eine Rückplatte 76 hinzufügt, welche den entsprechenden Gliedern identisch sind, die vorstehend unter Bezugnahme auf den Formenaufbau der Fig. 7 besprochen wurden. Die Tafel 92 (Fig. 5) wird dann darin gegossen, und zwar vorzugsweise unter zusätzlichem Druck in einem Autoklaven.

Selbstverständlich können auch andere Dichtungen angewandt werden, welche mit den Formen ein zusammenhängendes Ganzes bil den, ohne damit den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Ferner

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kann man auch die angegossenen Ränder 94 oder dergleichen auf der Nachbildungstafel mit den konkaven Linsenoberflächen schaffen und auf der Nachbildungstafel der konvexen Linsenoberflächen bereitstellen, damit die Ränder aufeinander passen und
die gewünschte Äbdichtungsfunktion übernehmen.

Doppelnachbildung

Zusätzlich zu den bisher besprochenen einzelsichtigen Linsen ist die Erfindung auch auf die Herstellung von Kunststoffduplikaten von multifokalen Linsen leicht anwendbar. Der Ausdruck "multifokale Linse", wie er hier gebraucht wird, bezieht sich auf Linsen mit einer oder mehreren Segmenten unterschiedlicher optischer Krümmung, welche als Fokalsegmente bezeichnet werden, die man auf eine oder mehrere· der optischen Oberflächen auflegt. Linsen mit solchen fokalen Segmenten auf. nur einer
optischen Oberfläche sind hier als einfache multifokale Linsen bezeichnet, während der Ausdruck "komplex multifokal" diejenigen Linsen beschreiben soll, welche Fokalsegmente auf mehr als' einer optischen Oberfläche aufweisen.

Ein Beispiel einer multifokalen Linse ist die gewöhnliche bifokale Brillenlinse, welche gewöhnlich von Personen getragen wird, deren Augen Schwierigkeiten besitzen, auf nahe und ferne Objekte zu akkomodieren. Wenn auch die Erfindung in Bezug auf die Herstellung bifokaler Brillenlinsen beschrieben wird, welche ein Typ der oben definierten, einfachen multifokalen Linse ist, so ist doch selbstverständlich, daß die gleichen Arbeitsgänge für die Herstellung anderer multifokaler Linsen angewandt werden können, beispielsweise für trifokale Brillenlinsen oder andere einfache multifokale Linsen oder komplexe multifokale
Linsen mit FokalSegmenten auf beiden optischen Oberflächen. . Die Doppelnachbildung kann auch für die Herstellung nichtsphä-

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rischer Linsen verwendet werden, welche als positive Glasmuster schwierig und kostspielig herzustellen sind»

Die Fig. 10 zeigt eine Matrix 112 für die Nachbildung der bifokalen optischen Oberfläche von bifokalen Brillenlinsen. Die Matrix 112 weist eine Matrixplatte 114 auf, in welcher eine Anzahl Trägerhülsen 115 für die Glasmusterlinsen 20c angebracht ist. Jede Hülse 115 ist vorzugsweise mittels einer Bodenbördelung 117 unter einem inneren Absatz 119 in jeder Öffnung 116 in der Platte 114 befestigt. Die Hülsen 115 bestehen vorzugsweise aus einem Material wie Polytetrafluoräthylen, welches sich von dem dagegen gegossenen Tafelharz leicht freisetzt. Ein aufrecht stehender Rand 118 ist auf jeder Hülse vorgesehen, welcher, wie sich aus der folgenden Abhandlung ergibt, einen Teil der Dichtung bildet, welche auf der fertigen Nachbildungsform ein zusammenhängendes Ganzes mit dieser ist. Auch sind die Teile jeder Öffnung 116 in Nachbarschaft der aufstehenden Ränder 118 vorzugsweise mit einem Überzug 121 aus Polytetrafluoräthylen oder ähnlichem Freisetzungsmaterial versehen, um das Entfernen der dagegen gegossenen Tafel zu erleichtern.

Die bei der Nachbildung multifokaler Linsenoberflächen verwendeten Glasmusterlinsen 20c besitzen gewöhnlich eine konkave optische Oberfläche 120, in welche das Fokalsegment 122, wie in Fig. 10 gezeigt, eingeschliffen ist. Man geht so vor, weil es weit schwieriger und gewerbsmäßig nahezu unmöglich ist, ein Fokalsegment auf der konvexen Oberfläche einer Glasmusterlinse zu erzeugen. Da das Segment von dort aus vorspringen würde, würde das Herstellen eines solchen konvexen Glasmusters das Wegschleifen eines großen Teiles der konvexen Oberfläche rings um das Fokalsegment erfordern. Außerdem erfordert die laufende Augenoptikerpraxis, daß bifokale oder trifokale Segmente auf der konvexen Oberfläche der fertigen Kunststoffduplikatlinse erscheinen, da deren konkave Oberfläche für das Einführen zylindrischer oder

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sphärischer Korrekturen freigehalten werden muß. Wie sich aus der folgenden Erörterung ergibt, bestimmt dieses Erfordernis weiterhin, daß die Glasmusterlinsen 20c Fokalsegmente 122 aufweisen, welche in deren konkaven Oberfläche 120 eingeschliffen sind. Demgemäß sind die bei der Doppelnachbildung verwendeten Glasmuster negative Kopien der gewünschten fertigen Duplikatlinsen und werden hier als negative Glasmuster bezeichnet.

Wie in Fig. 10 gezeigt, ist jede Glasmusterlinse 20c vorzugsweise innerhalb ihrer entsprechenden Hülse 115 auf einem Absatz 124 angebracht,und zwar mit ihrer konkaven Oberfläche 120, welche auf einer Seite der Matrix 112 durch die Hülse hindurch dem Gießen zugänglich ist. Eine negative Matrix 112 wird dann für das Gießen einer Nachbildungstafel bereitet durch das Hinzufügen einer Umfangsdichtung 36, einer flexiblen Membrane 40 und einer Rückplatte 44, wie dies oben im Hinblick auf Fig. 3 beschrieben ist. Da die Oberflächen der Glasmusterlinsen in der Matrix 112 als negativ gemäß der hier gebrauchten Definition zu betrachten sind, sind die gegen die Matrix 112 gegossenen Tafeln hier als positiv zu betrachten. Das Harz der positiven Nachbildungstafel, welches gegen die negative Matrix 112 gegossen wird, muß mit dem Tafelharz verträglich sein, welches beim nachfolgenden Gießen verwendet wird, und dies wiederum wird bestimmt durch das optische Harz, welches man beim Gießen der fertigen Duplikatlinsen verwendet. Für das Gießen von Duplikatlinsen aus Diäthylenglykol-bis-Allylkarbonat (CR-39) wurde gefunden, daß ein sehr geeignetes positives Nachbildungstafelharz ein Copolymeres aus etwa 70 Gewichts-% Acrylnitril und etwa 30 Gewichts-% Methyl-methacrylat ist, welches vorzugsweise mit etwa 5 bis etwa 30%, bezogen auf Gesamtgewicht, an Glykol-dimethacrylat vernetzt ist. Dieses Harz wird in flüssiger, monomerer Form in den in Fig. 10 gezeigten Formenaufbau eingegossen und dann in einem Autoklaven gehärtet, welcher sich unter einem Druck zwischen

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etwa 3,5 und 7,0 kg/cm befindet. Die positive Nachbildungstafel 130, welche sich aus dem Gießen gegen die negative Matrix 112 ergibt, ist in Fig» 11 gezeigt. Die Tafel 130 bildet die konkave Oberfläche 120 und das Fokalsegirient 122 jeder Glasmusterlinse 20c nach.

Die Methode des Gießens multifokaler Brxllenlinsenduplikate aus Kunststoff weicht an diesem Punkt in einer bemerkenswerten Hinsicht von der Methode ab, welche zuvor für das Gießen einzelsichtiger Duplikatlinsen besprochen wurde. Da die fertigen Duplikatlinsen das Fokalsegment auf ihrer konvexen· Oberfläche besitzen müssen, muß eine negative Nachbildungstafel gegen die positive Nachbildungstafel 130, wie in Fig. 11 gezeigt/ gegossen werden. Zu diesem Zweck wird die Tafel 130 eingesetzt ineinen Formenaufbau mit einer Umfangsdichtung 131, welche den vorstehend erörterten Umfangsdichtungen ähnlich ist, sowie mit einer flexiblen Membrane 72 und einer Rückplatte 76, welche im wesentlichen mit den vorstehend in Bezug auf die Fig. 4 oder 7 erörterten identisch sind.

Das zum Gießen der negativen Nachbildungstafel verwendete Harz muß sowohl mit dem für die positive Nachbildungstafel verwendeten Tafelharz, als auch mit dem optischen Harz verträglich sein, welches beim Gießen der fertigen positiven Duplikatlinsen verwendet wird. Es wurde gefunden, daß zum Gießen von Duplikatlinsen aus Diäthylenglykol-bis-Allylkarbonat ein besonders geeignetes negatives Nachbxldungstafelharz aus einem Copolymeren von etwa 90 bis etwa 70% Styrol und etwa 10 bis etwa 30% Glykol-dimethacrylat besteht. Dieses negative Nachbxldungstafelharz ist auch, wie es sein muß, mit dem vorstehend besprochenen positiven Tafelharz aus Acrylnitril-Methyl-methacrylat verträglich. Man kann aber auch bei dieser Doppelnachbxldungsmethode für die negative Nachbildungstafel eines der anderen Harze verwenden, welche in den Beispielen 1 und 3 bei der Einzelnachbil-

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dungsmethode abgehandelt wurden. _

Die negative Nachbildungstafel wird in den in Fig. 11 gezeigten Formenaufbau gegossen und dann in einem Autoklaven gehärtet, welcher unter einem zusätzlichen bzw. zwangsläufigen oder po-

sitiven Druck zwischen etwa 3,5 und 7,0 kg/cm steht.■ Die negative Nachbildungstafel 132, welche sich aus diesem Gießen ergibt, ist in den Fig. 12 und 13 gezeigt. Die Tafel 132 enthält Nachbildungen der konkaven Oberflächen 120 und der Fokalsegmente 122 der ursprünglichen, negativen Glasmusterlinsen 20c, wurde jedoch durch Gießen gegen die positive Tafel 130 hergestellt, welch letztere selbst durch Gießen gegen die ursprüngliche negative Glasmatrix erhalten wurde, die die Oberflächen 120 und die Segmente 122 aufweist. Die Tafel 132 enthält auch mit ihr ein Ganzes bildendes Äbdichtungsmittel, welche einen aufrecht stehenden Rand 134 aufweisen, der jede nachgebildete optische Oberfläche umgibt. Es ist ersichtlich, daß jeder Rand 134 das Ergebnis davon ist» daß man aufstehende Ränder 118 auf den Hülsen 115 der ursprünglichen Matrix 112, wie in Fig. 10 gezeigt, geschaffen hat.

Um für das Gießen der positiven Duplikate bifokaler Kunststoffbrillenlinsen eine wie in Fig. 13 gezeigte Nachbildungsform 136 zu schaffen, wird die negative Tafel 132 mit einer negativen Nachbildungstafel 56 der gewünschten konkaven Oberflächen 28 kombiniert. Die negative Nachbildungstafel 56 besteht normalerweise aus der gleichen Harzmasse wie die Tafel 132 und wird in einer der negativen Nachbildungstafel 56 gleichen Weise hergestellt, wie dies vorstehend unter Bezugnahme auf die Fig. oder 8 erörtert wurde. Ein geeignetes optisches Harz wie CR-39 wird dann in die Nachbildungsform 136 gegossen und darin gehärtet, wobei positive Duplikate bifokaler Brillenlinsen 138 aus Kunststoff des Typs entstehen, wie er in Fig. LO gezeigt ist.

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Die gleiche Doppelnachbildungsmethode kann angewandt werden, um trifokale Linsen 140 des in Fig» 21 gezeigten Typs oder kompliziertere Linsen wie die in Fig. 22 gezeigte, nichtsphärische, bifokale Linse 142 herzustellen«

Zur Herstellung von Kunststoffdupiikaten komplexer, multifokaler Linsen, das heißt von Linsen mit fokalen Segmenten auf beiden optischen Oberflächen, wird eine Nachbildungsform aus zwei negativen Nachbildungsplatten wie 132 bereitet, wovon eine jede Nachbildungen multifokaler Oberflächen enthält. Die zweite negative Nachbildungstafel wird in einer Weise gebildet, welche der zuvor im Hinblick auf Tafel 133 besprochenen ähnlich ist mit der Ausnahme, daß darin ein Aufbau geschaffen wird für das Zusammenpassen mit den aufstehenden Rändern 134, damit sich die gewünschte Gesamtabdichtung ergibt»

• Wenn auch die Methoden zum Herstellen von Kunststoffduplikaten einfacher oder komplexer multifokaler Linsen im Zusammenhand mit denjenigen Tafeln beschrieben wurden, welche vorzugsweise mit den Abdichtungen ein zusammenhängendes Ganzes bilden, so ist. es doch klar, daß diese Abdichtungsmittel durch eine getrennte Ringdichtung 84, wie sie in den Fig. 8 und 9 gezeigt ist, ersetzt werden können.

Die Erfindung schafft also ein Verfahren zum Herstellen vieler Kunststoffduplikate an Linsen oder ähnlichen Gegenständen, ausgehend von ursprünglichen Glasmustern, in gewerbsmäßigen Mengen. Da die nach diesem Verfahren hergestellten Nachbildungstafeln durch richtige Auswahl der Harzmassen wiederverwendbar gemacht werden können, kann man das Ausmaß an Handarbeit, welches bei den kostspieligen Glasmustern erforderlich ist, wesentlich herabsetzen, wobei gleichzeitig die Möglichkeit von Beschädigungen herabgemindert wird. Da ferner die Glasmuster- anfangs in mehreren Stücken verwendet werden und in schützenden Matrices angebracht sind, wird die erforderliche Handhabung gegenüber der-

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jenigen der bisherigen Verfahren, einschließlich des Gießens von einzelnen Linsen, wesentlich herabgesetzt. Ferner können die von den Glasmustern gegossenen Nachbildungstafeln verwendet werden, um, gleichzeitig mit dem Gießen zusätzlicher Tafeln von den Glasmustern, Duplikatlinsen zu erzeugen. Daher werden die Glasmuster während der zum Härten der Duplikatlinsen erforderlichen Zeit nicht außer Betrieb gesetzt. Demgemäß kann eine geometrisch fortschreitende Fähigkeit des gleichzeitigen Erzeugens ständig größerer Anzahlen an Duplikatlinsen erzielt werden, indem man mehr und öfter wiederverwendbare Nachbildungstafeln herstellt. Dies gilt insbesondere für die Doppelnachbildung, wo positive Nachbildungstafein zum Herstellen negativer Nachbildungstafein verwendet werden. Die positiven Nachbildungstafeln können wiederholt verwendet werden, weil die zum Erzeugen negativer Nachbildungstafein darin eingegossenen Materialien nicht die Reinigungsprobleme aufwerfen, welche vorstehend in Bezug auf das Gießen der fertigen Duplikatlinsen erörtert wurden.

Patentansprüche

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Claims (15)

1. Patentansprüche

   rl.) Verfahren zum Vervielfältigen von geformten Kunststoff gegenständen, insbesondere von optischen Linsen wie Brillenlinsen aus Kunststoff, ausgehend von vorgebildeten Musterstücken, dad.urch gekennzeichnet, daß man:

   A. eine Anzahl Musterstücke mit den zu vervielfältigenden Oberflächen in einer Matrix anbringt, wobei die Oberflächen dem Gießen auf einer Seite der Matrix zugänglich sind,

   B. eine Nachbildungstafel aus gehärtetem Harz gegen die Oberflächen dieser Musterstücke gießt,

   C. eine Form herstellt, welche diese Nachbildungstafel als 'Formoberfläche aufweist, und

   D. eine Anzahl gehärteter Harzduplikate dieser Musterstücke in der Form gleichzeitig gießt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Nachbildungstafel zwischen der Matrix und einer flexiblen Membrane gießt, welche sich der Polymerisationsschrumpfung .der Harztafel anpaßt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Anordnung von Matrix, flexibler Membrane und dazwischen gegossener Harztafel zum Härten in einen Autoklaven bringt und einem unter Druck befindlichen Fließmittel aussetzt, welches auf die Härtungstemperatur des Harzes erhitzt ist, damit die flexible Membrane während des Härtens einen zusätzlichen Druck auf das Harz ausübt.

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4. 4. Verfahren nacli Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß man zur Einzelnachbildung von vorgebildeten, optischen Musterlinsen aus Glas:

   A. eine erste Anzahl positiver Musterlinsen aus Glas in einer ersten Matrix anbringt, wobei die optische Oberfläche jeder dieser Musterlinsen dem Gießen auf einer Seite dieser ersten Matrix zugänglich ist,

   B. eine zweite, entsprechende Anzahl positiver Musterlinsen aus Glas in einer zweiten Matrix anbringt, wobei die optische Oberfläche jeder dieser Musterlinsen dem Gießen auf einer Seite der zweiten Matrix zugänglich ist,

   C. eine erste negative Nachbildungstafel aus gehärtetem Harz gegen die optischen Oberflächen in der ersten Matrix gießt,

   D. eine zweite negative Nachbildungstafel aus gehärtetem Harz gegen die optischen Oberflächen in der zweiten Matrix gießt,

   E. eine nachgebildete Form mit einer Anzahl getrennter Linsenhohlräume bildet, wobei die Umrisse der Linsenhohlräume den beiden optischen Oberflächen der entsprechenden Glasmusterlinsen entsprechen, indem man die erste und die zweite Nachbildungstafel aufeinander ausgerichtet und im Abstand voneinander hält, und zwar mit Hilfe von Äbdichtmitteln, welehe die Linsenhohlräume voneinander trennen, und

   F. eine Anzahl getrennter, gehärteter Duplikate optischer Harzlinsen in den getrennten Linsenhohlräumen gleichzeitig gießt.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn ze ich net, daß man die erste und die zweite Nachbildungstafel jeweils zwischen der entsprechenden Matrix und einer flexiblen Membrane gießt, welche sich der Polymerisationsschrumpfung der

   -Harztafel anpaßt.

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6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch ge kennzeich net, daß man jede Anordnung einer Matrix, einer flexiblen Membrane und der dazwischen gegossenen Harztafel zum Härten in einen Autoklaven bringt und einem unter Druck befindlichen Fließmittel unterwirft, welch letzteres auf die Härtungstemperatur des Harzes erhitzt ist, damit die flexible Membrane während des Härtens einen zusätzlichen Druck auf das Harz ausübt-
7. 7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeicl net, daß man zur Nachbildung optischer Linsen aus Diäthylenglykol-bis-Allylkarbonat s

   A. eine erste Anzahl positiver Musterlinsen aus Glas in einer ersten Matrix anbringt, wobei die optische Oberfläche jeder dieser Musterlinsen dem Gießen auf einer Seite der ersten Matrix zugänglich ist,

   B. eine zweite, entsprechende Anzahl positiver Musterlinsen aus Glas in einer zweiten Matrix anbringt, wobei die optische Oberfläche jeder dieser Musterlinsen dem Gießen auf einer Seite der zweiten Matrix zugänglich ist,

   C. erste und zweite negative Nachbildungstafeln identischer gehärteter Harze gegen die optischen Oberflächen in der ersten bzw. der zweiten Matrix gießt, indem man

   1) zwischen jede Matrix und eine flexible Membrane eine Harztafel gießt, welche aus:

   a) einem Copolymeren aus etwa 96 bis etwa 50% Methyl methacrylat und etwa 4 bis etwa 50% Glykol-dimethacrylat? oder

   b) einem Copolymeren aus etwa 30% Methylmethacrylat und etwa 70% Acrylnitril,· oder

   c) einem Copolymeren aus etwa 30% Methylmethacrylat und etwa 70% Acrylnitril, vernetzt mit etwa 5 bis etwa 3.Q5&, bezogen auf Gesamtgewicht, an Glykol-dimethacrylat? oder

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   d) einem Copolymeren aus etwa 96 bis etwa 50% Styrol und etwa 4 bis etwa 50% Glykol-dimethacrylat, Divinylbenzol oder Acrylnitril;

   besteht, und

   2) die Anordnung einer jeden Matrix mit flexibler Membrane und dazwischen gegossenem Harz in einen Autoklaven bringt und man das Harz der Härtungstemperatur sowie einem Druck von

   2
   mindestens etwa 3,5 kg/cm für eine Zeitdauer unterwirft, welche ausreicht, um das Härten zu vollziehen,

   D. eine Nachbildungsform mit einer Anzahl getrennter Linsenhohlräume herstellt, deren Umrisse negativ den beiden optischen Oberflächen der diesbezüglichen Glasmusterlinsen entsprechen, indem man die erste und die zweite Nachbildungstafel aufeinander ausgerichtet und im Abstand voneinander hält, und zwar mit Hilfe von Abdichtungsmitteln, welche die Linsenhohlräume voneinander trennen, und

   E. eine Anzahl von Linsenduplikaten aus gehärtetem Diäthylenglykolbis-Allylkarbonat in den getrennten Linsenhohlräumen gleichzeitig gießt.
8. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, da ß man eine Harztafel aus einem Copolymeren aus etwa bis etwa 85% Methylmethacrylat und etwa 15 bis etwa 30% Glykoldimethacrylat herstellt.
9. 9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die Abdichtungsmittel mit der ersten und der zweiten Nachbildungstafel als Ganzes gießt und die Abdichtungsmittel jeden Hohlraum von den anderen Hohlräumen in der Nachbildungsform getrennt halten.

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10. 10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurchgekennzeichn e t , daß man zur Doppelnachbildung von vorgebildeten, optischen Musterlinsen aus Glas:

    A. in einer Matrix eine Anzahl negativer Musterlinsen aus Glas anbringt, wovon eine jede eine nachzubildende, optische Oberfläche aufweist, wobei jede dieser optischen Oberflächen auf einer Seite dieser Matrix dem Gießen zugänglich ist,

    B. eine positive Nachbildungstafel aus gehärtetem Harz gegen diese optischen Oberflächen gießt,

    C. eine negative Nachbildungstafel aus gehärtetem Harz gegen diese positive Nachbildungstafel gießt,

    D. eine Nachbildungsform herstellt, welche diese negative Nachbildungstafel als Formoberfläche besitzt, und

    E. eine Anzahl positiver Duplikate aus gehärtetem Harz von den negativen Glasmusterlinsen in der Nachbildungsform gleichzeitig gießt.
11. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurc'h gekennzeichnet, daß man zur Doppelnachbildung von vorgebildeten, einfachen, multifokalen Musterlinsen:

    A. in einer ersten Matrix eine erste Anzahl negativer Musterlinsen aus Glas anbringt, von denen eine jede eine optische Oberfläche mit eingeschliffenem Fokalsegment aufweist, wobei diese optische Oberfläche dem Gießen auf einer Seite der ersten Matrix zugänglich ist,

    B. eine positive Nachbildungstafel aus gehärtetem Harz gegen diese optischen Oberflächen gießt,

    C. eine erste negative Nachbildungstafel aus gehärtetem Harz gegen diese positive Nachbildungstafel gießt,

    D. in einer zweiten Matrix eine zweite Anzahl positiver Glasmusterlinsen anbringt, welche der ersten Anzahl an negativen

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    Glasmusterlinsen entspricht, wobei jede Musterlinse der zweiten Anzahl eiine optische Oberfläche besitzt, welche dem Gießen auf einer Seite der zweiten Matrix zugänglich ist,

    E. eine zweite negative Nachbildungstafel aus gehärtetem Harz gegen diese eine Seite der zweiten Matrix gießt,

    F. eine Nachbildungsform mit einer Anzahl getrennter Linsenhohlräume herstellt, deren Umrisse als Negative den optischen Oberflächen der diesbezüglichen Musterlinsen in der ersten und der zweiten Matrix entsprechen, indem man die erste und die zweite negative Nachbildungstafel aufeinander ausgerichtet und im Absctand voneinander hält, und

    G. eine Anzahl Duplikatlinsen aus gehärtetem, optischem Harz in den getrennten Linsenhohlräumen gleichzeitig gießt.
12. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich net-, daß man jede dieser positiven und zweiten negativen Nachbildungstafeln zwischen der entsprechenden Matrix und einer flexiblen Membrane gießt und daß man die erste negative Nachbildungstafel zwischen der positiven Nachbildungstafel und einer flexiblen Membrane gießt, wobei diese Membrane sich in jedem Falle der Polymerisationsschrumpfung der Harztafel anpaßt.
13. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich net, daß man jede Anordnung einer Matrix bzw. positiven Nachbildungstafel, einer flexiblen Membrane und des dazwischen gegossenen Tafelharzes, zum Härten in einen Autoklaven bringt und einem unter Druck befindlichen Fließmittel unterwirft, welch letzteres auf die Härtungstemperatur des Harzes erhitzt ist,

    ' damit die flexible Membrane während des Härtens einen zusätzlichen Druck auf das Harz ausübt.
14. 14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich net, daß man zur Doppelnachbildung aus Diäthylenglykol-

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    bis-Allylkarbonat:

    A. in einer ersten Matrix eine erste Anzahl negativer Glasmusterlinsen anbringt, von denen eine jede eine konkave optische Oberfläche mit eingeschliffenem Fokalsegment aufweist, wobei jede dieser konkaven optischen Oberflächen dem Gießen auf einer Seite dieser ersten Matrix zugänglich ist,

    B. eine positive Nachbildungstafel gießt, indem man

    1) ein erstes Copolymeres zwischen der ersten Matrix und einer flexiblen Membrane gießt, wobei man als erstes Copolymeres

    a) ein Copolymeres aus etwa 70% Acrylnitril mit etwa 30% Methylmethacrylat, oder

    b) ein Copolymeres aus etwa 70% Acrylnitril und etwa 30% Methylmethacrylat, vernetzt.mit etwa 5 bis etwa 30%, bezogen auf das Gesamtgewicht, an Glykol-dimethacrylat

    verwendet, und

    2) dieses erste Copolymere härtet, indem man die Anordnung dieser ersten Matrix, der flexiblen Membrane und des dazwischen gegossenen, ersten Copolymeren in einen Autokla-, ven bringt und die Anordnung einem Fließmittel aussetzt, welches auf die Härtungstemperatur des ersten Copolymeren erhitzt ist und welches sich unter einem Druck von minde-

    2
    stens etwa 3,5 kg/cm befindet,

    C. eine erste negative Nachbildungstafel gießt, indem man

    1) ein zweites Copolymeres aus etwa 90% bis etwa 70% Styrol und etwa 10 bis etwa 30% Glykol-dimethacrylat zwischen die positive Nachbildungstafel und eine flexible Membrane gießt und

    2) dieses zweite Copolymere härtet, indem man die Anordnung aus dieser positiven Nachbildungstafel, der flexiblen

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    Membrahe und dem dazwischen gegossenen, zweiten Copolymeren in einen Autoklaven bringt, und die Anordnung einem Fließmittel unterwirft, welches auf die Härtungstemperatur des zweiten Copolymeren erhitzt ist und welches sich unter

    2 einem Druck von mindestens etwa 3,5 kg/cm befindet,

    D. in einer zweiten Matrix eine zweite Anzahl positiver Glasmusterlinsen anbringt, entsprechend der ersten Anzahl der negativen Glasmusterlinsen, wobei jede Musterlinse der zweiten Anzahl eine optische Oberfläche besitzt, welche dem Gießen auf einer Seite dieser zweiten Matrix zugänglich ist,

    E. eine zweite negative Nachbildungstafel gießt, indem man

    1) das zweite Copolymere zwischen der zweiten Matrix und einer flexiblen Membrane gießt und

    2) dieses zweite Copolymere härtet, indem man die Anordnung der zweiten Matrix, der flexiblen Membrane und des dazwischen gegossenen, zweiten Copolymeren in einen Autoklaven bringt und die Anordnung einem Fließmittel unterwirft, welches auf Härtungstemperatur des zweiten Copolymeren erhitzt ist und welches sich unter einem Druck von mindestens etwa 3,5 kg/cm befindet,

    F. eine Nachbildungsform mit einer Anzahl getrennter Linsenhohlräume herstellt, deren Umrisse als Negative den optischen Oberflächen der·Musterlinsen in der ersten und der zweiten Matrix entsprechen, indem man die erste negative Nachbildungstafel und die zweite negative Nachbildungstafel aufeinander ausgerichtet und im Abstand voneinander hält unter Zuhilfsnahme von Abdichtungsmitteln, welche die Linsenhohlräume voneinander trennen und

    G. eine Anzahl Duplikatlinsen aus gehärtetem Diäthylenglycolbis-Allylcarbonat in diesen getrennten Linsenhohlräumen gleichzeitig gießt.

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15. 15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß man die Abdichtungsmittel mit der ersten und der zweiten negativen Nachbildungstafel als Ganzes gießt und die Abdichtungsmittel jeden Hohlraum von den anderen Hohlräumen in der Nachbildungsfprm trennen.

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