140085. lajstromszámú szabadalom • Eljárás optikai elemek kialakítására szintétikus gyantákból
4 140085 a szirup-film polimerizálódik és összehúzódik, hajlamos a film szélei közé levegőt beszívni. Ezt azáltal kerülhetjük el, ha a forma felületeit az előalakított darab felületénél nagyobbra méretezzük avégből, hogy a film szélei körül szirup-tartalékot tárolhassunk, úgyhogy inkább ez a szirup, semmint a levegő húzódjék be a filmbe a polimerizálódás folyamán. Azt is találtuk, hogy ha a szirupfilm zsugorodása a forma felületére merőleges irányban a polimerizálás alatt nagy, e zsugorodás nem egyenletes és- az optikai elemen „összehúzódási jelek" kialakulására vezethet. Ezeket azonban elkerülhetjük, ha a polimerizálást nyomás alatt foganatosítjuk, vagy olyan sziruppal dolgozunk, amely nagy arányban tartalmazza a polimer anyagot. Ez elővigyázatossági rendszabályok kombinálása általában elégséges az „összehúzódási jelek" kiküszöbölésére. Ha közönséges nyomáson olyan sziruppal dolgozunk, amely lényegében metilmetakrilátban oldott polimetil-metakrilátból áll, a szirupnak legalább 35% polimert kell tartalmaznia. Azt a megfigyelést tettük, hogy a polisztirol filmjei, amelyek 40%-nál kevesebb polisztirol tartalmú szirupból készültek, idővel törésre hajlamosak-, minélfogva a polimértartalomnak ezt meg kell haladnia. A szirupokat úgy állítjuk elő, hogy a polimert a monomerben feloldjuk, vagy melegítjük és vagy egy vagy több monomert fény hatásának vetünk alá mindaddig, amíg a kívánt mennyiségű polimer in situ nem keletkezik. Általában kívánatos, hogy a polimer monomerben oldott szirupja kis molekulasúlyú polimert tartalmazzon, úgyhogy elég nagy koncentrációjú polimert nyerhessünk anélkül, hogy a szirup viszkozitása túlságosan megnövekednék. így pl. ha polimetilmetakrilátot használunk, az előnyös molekulasúly 5000—25000-ig terjed. Ilyen kis molekulasúlyú polimereket különféle módokon kaphatunk, pl. ha nagyobb molekulasúlyú polimereket forró hengereken megdolgozunk, vagy a megfelelő monomert nagymennyiségű katalizátor, mint benzoilperoxid, vagy valamely lánczáró vegyület, mint terpentin jelenlétében polimerizáljuk. Kis molekulasúlyú polimerből és monomerből álló szirupot úgy is előállíthatunk, hogy a metilmetakrilátot fény segítségével részlegesen polimerizáljuk, mimellett az elegy 0,5% fénnyel aktívált polimerizáló katalizátort tartalmaz, A találmány szerinti eljárásban használt szirupok előnyösen polimerizáló katalizátort, mint benzoilperoxidot, vagy lauril-peroxidot tartalmaznak, ha a polimerizálást hővel aktiváljuk, vagy pedig benzoin-, vagy diacetil-tartalmúak, ha a polimerizálást fénnyel aktíváljuk. Általában véve kb. 2,0% termikus polimerizáló katalizátor és kb. 0,5% fotopolimerizáló katalizátor elégséges, azonban némely esetben nagyobb vagy kisebb menynyiségek bizonyultak előnyösnek. Ha hővel aktívált polimerizáló katalizátort használunk, néhány egyszerű próbakísérletre van szükség annak eldöntésére, hogy melyek a szirupiilm polimerizálásának legkedvezőbb feltételei. így, noha kielégítő eredményeket érhetünk el alacsony hőmérsékleteken, nyilvánvalóan kívánatos a legmagasabb alkalmazható hőmérsékletet megtalálnunk, úgyhogy a polimerizálás a legrövidebb és ennélfogva a leggazdaságosabb idő alatt legyen foganatosítható. Gondot kell arra fordítanunk, hogy a meredek hőmérsékleti gradienseket elkerüljük, mert ezek az előalakított darab, a forma és a tartórészek eltorzulásához vezethetnek. Azt találtuk, hogy az ilyen eltorzulás hatása általában elkerülhető, ha a hőmérsékletkülönbség az előalakított darabban, a formában vagy a tartókban, különösen a tényleges polimerizálás folyamán, kevesebb, mint 0,2 C°. Közönséges célokra kielégítő polimerizálást érhetünk el, ha a szirup a filmben legalább 95% polimer tartalmú. A túlságosan hosszú ideig való hevítést azonban el kell kerülni, mert ez esetben az optikai elem forrón elválik a formától és ilyenkor csekély felületi sérülések keletkezhetnek. Azt találtuk, hogy az olyan szirupfilm, amelynek vastagsága kevesebb, mint 0,062 cm és amely 35 súly % polimetilmetakrilátot és 2 súly % benzoilperoxidot metilmetakrilátban oldva tartalmaz, egy óra leforgása alatt 80 C° -f 0,2 C° hőmérsékleten és közönséges nyomáson kielégítően polimerizálható. Hasonló eredményt érünk el, ha a szirupfilm 0,062 cm vastag, sztirolban oldott 40 súly % polisztirol és 2 súly % benzoilperoxidot tartalmaz és a polimerizálást másfél órán át 80 C° '+ 0,2 C° hőmérsékleten nyomóecfényben 1,05 kg'cm2 túlnyomás alatt végezhetjük. Lencsék, vagy síklemezek előállítása esetén a polimerizálási lépéshez való forma előkészítésére alkalmas módszer, ha. a forma alsó részébe egy csepp szirupot viszünk, e csepp fölé behelyezzük az előalakított darabot, egy másik csepp szirupot helyezünk az előalakított darabra és ezután a forma felső részét helyére tesszük. A szirup körülfolyja az előalakított darabot, úgyhogy ez a szirupfilmmel, amelyet a forma hordoz, körül van véve. Gondot kell fordítanunk arra, hogy e filmbe légbubbrékok ne kerüljenek. Az előalakított darab a szirupra vonatkozó relatív sűrűségének megfelelően vagy úszik a szirupban, vagy lesüllyed abban, azonban egy esetben sem jut közvetlen érintkezésbe a formával, mivel egy igen vékony szirupréteg azon a ponton, vagy azokon a pontokon is visszamarad, ahol az előalakított darab a formát igen megközelíti. A gyakorlatban nem voltak olyan nyomások megvalósíthatók, amelyek elégségesek lettek volna e film szétszakítására. Polimetil-metakrilátból álló legkiválóbb minőségű optikai elemek előállítása végett szükséges, hogy a polimetil-metakrilátból álló előalakított darabot a viszkózus metilmetakrilát monomer' polimer sziruppal, lényegében nem polimerizáló feltételek mellett, legalább negyedórára állani hagyjuk avégből, hogy a film és a szirup egyensúlyi állapotba kerüljön és a felület oldódjék, vagy megduzzadjon, mielőtt hőt/ és/vagy fényt alkalmaznánk a polimerizálás aktiválására.
