DD144164A5 - Hochbrechende optische glaeser mit geringer dichte fuer fernteil-und nahteil-brillenglaeser - Google Patents

Hochbrechende optische glaeser mit geringer dichte fuer fernteil-und nahteil-brillenglaeser Download PDF

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DD144164A5
DD144164A5 DD79213410A DD21341079A DD144164A5 DD 144164 A5 DD144164 A5 DD 144164A5 DD 79213410 A DD79213410 A DD 79213410A DD 21341079 A DD21341079 A DD 21341079A DD 144164 A5 DD144164 A5 DD 144164A5
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Marga Faulstich
Volkmar Geiler
Georg Gliemeroth
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Spezialglas Gmbh
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Description

Hochbrecbende optische Gläser geringer Dichte für Brillengläser
Anwendungsgebiet der Erfindung
Hochbrecbende optische Gläser mit geringer Dichte für Fernteil- und Nahteil-Brillengläser mit Brechwerten
nd = 1,79 - 1,81» Dispersionen
vd = 31 - 29 und spezifischen ' Gewichten s = 3,4 - 3,7.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Die ersten leichten, hochbrechenden Brillenfernteilgläser wurden 1973 mit nd = 1,70, vd = 30 und s = 3,0 bekannt.
Die bekannten optischen Gläser mit nd = 1,79 - 1,81 haben nachfolgende Eigenschaften:
Schwerflintgläser; n '
cL . 1Q7Z-0G
(20-30O0C) 90 69
LaF 9 1,795 28,38 4,96 81
LaSF8 1,80741 31,61 4,87 70
LaSF N3 1,8080 40,75 4,68 72
LaSF 11 1,80166 44,26 4,62 70
LaSF 30 1,80200 46,47 4,90 71
£Z32 1 nd vd s_
SF 6 1 ,8051 25,43 5,18
SF 11 und ,7847 25,76 4,74
LaF- LaSF-Gläser:
19.10.1979 2 13410 - 2 - 55 502/16
Es sind weitere hocbbrecbende optische Gläser bekannt *' mit Brechwerten nd = 1,78 - 1»81» deren Dichte-Werte 2^ 4,0 betragen, die sich aber wegen ihrer starken Kristallisationsneigung nicht für kontinuierliche Fertigung von Massengläsern (z. B. Brillenrohgläsern) und für die Tiegelschmelze in großen Volumina eignen. Die Kristallisationsneigung wird durch die Größe der Kristallisationswachstumsgeschwindigkeit und des Kristallisations-Temperaturbereiches in bezug auf die Viskosität bestimmt.
Diese bekannten Gläser mit nd >1,75 enthalten 14 - 46 Gew.-% Erdalkalien. Ihr ZnO-Gehalt beträgt 10-20 Gew.-%, der TiO2~Gehalt liegt bei 10 - 25 Gew.-% und der von SiO2 bei 12 - 20 Gew.-%.
Der Alkaloidgehalt darf für Gläser mit nd >1,79 3 Gew.-% nicht überschreiten. Diese Gläser sind nicht chemisch härtbar.
Die Abkühlung der Schmelze dieser Gläser muß (laut Patentbeschreibung) "sehr rasch erfolgen, um die auftretende Gelb-Braun-Färbung zu vermeiden". Die Schmelzen müssen bei Viskositäten < 100 Poise abgegossen werden, weil die starke Kristallisationsneigung eine kontinuierliche Fertigung und eine Automatenfertigung unmöglich macht. Nachteilig wirkt sich in dieser Hinsicht der hohe ZnO-Gehalt von 10 - 20 Gew.-% in Verbindung mit 10-25 Gew.-% TiOp aus. · '
Ziel der Erfindung
Ziel der vorliegenden Erfindung sind noch höherbrechende Gläser, die es dem Optiker ermöglichen, Brillengläser für
(DE-PS 12 60 712)
19.10.1979 2 13410 - 3 - 55 502/16
hohe Dioptriewerte mit noch geringeren Randdicken (für .Minusgläser) und/oder noch geringeren Mittendicken (für Plusgläser) herzustellen. Die flachen Radien vergrößern das optisch wirksame Gesichtsfeld und verbessern den kosmetischen Effekt. Das spezifische Gewicht muß für höherbrecbende Gläser so niedrig wie möglich gehalten werden, wenn die Gläser für den Brillenträger Vorteile bringen sollenT Hat ein Brillenglas z.B. die Lichtbrechung nd = 1,79 UB<1 eine Dichte von etwa 3,3} wird ein Glas mit 0 46 mm nicht schwerer sein als ein Glas aus dem niedrigbrechenden Glas nd = 1,70, vd = 30, s = 3,0. Hat das Glas nd = 1,79 und ein spezifisches Gewicht von 3,7, so steigt das Gewicht des Glases 0 46 mm etwa um 10 - 14 % (ca. 2 - 3 S)» abhängig vom Dioptrie-Wert, an.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Zusammensetzung des Glases so zu bestimmen, daß sie chemisch härtbar sind und durch eine entsprechende Kristallisationswachstumsgeschwindigkeit und entsprechenden Kristallisations-Temperaturbereich eine für die kontinuierliche Fertigung geeignete Kristallisationsneigung besitzen. Zugleich sollen die Gläser chemisch beständig und als Nahteilglas mit üblichen Fernteilgläsera und leichtem höherbrechenden Glas verschmelzbar sein.
Die erfindungsgemäßen Gläser liegen in folgendem Zusammensetzungsbereich:
SiO2 25-35 Gewc-^
10 - 15 Gew.-% / 28 κ . 18-24 Gew.-%
19.10.1979 2 13410 .-*- 55502/16
ZrO2 3-9 Gew.-%
SrO 0-7 Gew.-# ? 12 - 20
BaO 7-20 Gew.-% J
BO, 0-7 Gew.-#
Li2O 5-8 Gew.-96
Na2O O- 3.Gew.-% t 5-9
g_0 0-2 Gew.-^ J
MgO 0-2 Gev?.-% ? 0 - 5
CaO 0-5 Gew.-JS J
ZnO 0-4- Gev?.-^
0-3 Gew.-%
0 0-2 Gew.-%
;? 0-5 Gew.-56
O^ 0-4 Gew.-^
0-3 Gew.-%
O3 j 3 J
23
Bi2O3, WO3 Läutermittel 0,2 - 1 Gew.-%
Besonders bevorzugt sind Gläser im folgenden Zusammensetzungsbereich:
Oxide Gew - 28
SiO2 26 - 14 ?
TiO2 10 - 23 J
Wo0Ot- 18 - 6
ZrO2 3 - 7 i
SrO 5 - 12 J
BaO 9 - 5 - 8
B2O3 Li2O 3 6 ο
Na2O 1 - 3
OaO O
. 33
16-18 7-8
213410
19.10.1979 - 5 - 55 502/16
ZnO 0-2
PbO 0-2
Al2O3 0 - 1
La2O- 0-4
Ta2On 0-2
0,1 - 1
0-2.
Gd2O3, Y2O3 ) Bi2O3, WO3 J
Die erfindungsgemäßen Glaser bestehen somit weitgehend aus leichten Kationenoxidän, wie SiO2 - B2O-; Alkalioxiden vorzugsweise Li2O + Ma2O- für den Ionenaustausch zum Härtungsprozeß; ZrO2 + TiO2 + Hb2O1- zur Einstellung der optischen Lage, und zweiwertigen Oxiden in kleinen Mengen, wie ZnO, FbO, MgO, CaO zur Kristallisationsstabilisierung und Angleichung des Ausdehnungskoeffizienten.
Besonders wichtig zur Kristallisationsstabilisierung sind in den erfindungsgemäßen Gläsern auch die schwereren Oxide, wie SrO und BaO (12 - 20 Gew.-^S) bei einem TiO2-Gehalt von 10 - 15 Gew.-% und einem Fb20c-Gehalt von 18 Gew.-%. .
O-, ^2O-, Bi2O-, Gd2O- und WO- tragen in Mengen <3 Gew.-geringfügig zur Kristallisationsminderung bei, erhöben aber das spezifische Gewicht und werden außerdem aus Kostengründen möglichst vermieden oder nur in kleinsten Anteilen eingesetzt. Der Einsatz von GeO2 und ^0S ans-belle von SiO2 kann in kleinen Anteilen ·£ 3 Gew.~% erfolgen, wenn damit eine merkliche Kristallisationsstabilisierung erreicht wird. Die Läuterung der Schmelzen erfolgt mit bekannten Läutermitteln, wie As2O- und/oder Sb2O- und/oder !!-Fluoriden «C 1 Gew.-%.
19.10.1979 2 13410 - 6 - 55 502/16
Ausf ührungsbe ispiele
In den nachstehenden Tabellen sind spezifische Beispiele für Gläser im erfindungsgemäßen Zusammensetzungsbereicb zusammengestellt. Tabelle 1 a zeigt die Zusammensetzungen von 10 beispielhaften Gläsern in Gewichtsprozent; Tabelle 1b gibt die Eigenschaften der in Tabelle 1a gezeigten Gläser wieder; in Tabelle 2 sind die gleichen Gläser wie in Tabelle 1a, diesmal in Mol-% zusammengefaßt.
19.10.1979 55 502/16
Tabelle la Zusammensetzungen in Gew.
Beispiel 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Oxide, BiCU~" S2°3 28,40 3,20 25,80 5,76 27,60 4,10 27,71 4,12 28,49 3,91 28,80 3,12 28,84 4,13 27,60 4,10 27,68 4,11 27,60 4,10
Li0O Ns-O Ii2O 6,35 1,10 6,57 1,43 6,20 1,10 7,23 1,10 6,37 1,10 7,25 1,11 6,25 1,11 6,20 1,10 6,22 1,60 6,20 1,10
MgO GaO SrO BaO 6,50 10,80 0,65 1,63 5,81 9,71 2,00 6,30 10,50 6,33 10,54 6,52 10,83 6,34 10,57 2,92 6,35 10,58 2,90 6,30 10,50 3,41 6,32 10,53 2,90 6,30 10,50
ZnO PbO - - 2,00 - - - — - - -
YpO- Li2S3 3,2 3,83 2,10 2,11 3T2I 1,11 2,12 2,10 2,11 2,10
ZrO0 TiOg 6,25 12,30 4,54 11,94- 3,90 11,00 7,13 11,04 6,27 13,34 8,16 11,08 5,14 14,11 5,10 11,00 5,12 14,04 5,10 11,00
Hb^On 21,70 20,93 22,90 22,49 19,76 22,16 18,25 22,90 18,66 22,90
Cd0O- WO* ν - 1,20 - — - - - - — —
As2O^ 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20
Tabelle 1b Eigenschaften der Gläser in Tabelle 1a
19.10.1979 53 502/16
nd 1,8010 1,80008 1,80159 1,80021 1,81017 1,8003 1,79860 1,80009
vd 30,0 30,5 30,2 30,1 29,42 30,1 30,1 30,5
S 3,547 3,526 3,547 3,519 3,546 3,509 3,482 3,521
U ·ΐον/°ο 20~2000C Φρ* Ο BW 0C 92 561 679 98,3 524 94,7 539 652 96 544 655 95,5 549 669 96 547 664 95,5 551 94,6 543 661
KristeDO?A-.Test 910 500 882 300 871 7.1O3 890 440 880 390 895 890 h /-500 911 118
Tempβansteigend KGmax °C Poise 520 5670 45-50 480 5960 45 500 2640 40-45 480 7420 60 500 4020 45
Ghem, Kartuns 591 Druck 102 Druck 93 Druck 96 Zug 41 Druck 97 Druck 23 Zug
16 h bei 0G Spannung ja/cm. Schichtdicke in μ
Verschmelz spannung in )i/ein gegen SP 64
C \
Tabelle 2 Zusammensetzungen in Mol-%
19.10.1979 55 502/16
Beispiele Oxide
SiO
40,09 3,90
35,68 6,88
38,41 4,98
38,50 4,94
39,58 4,69
39,68 3,71
38,61 4,77
38,28 4,91
37,18 4,77
38,37 4,92
Li0O
18,02 1,51
18,27 1,92
17,35 1,48
20,20 1,48
17,80 1,48
20,09 1,40
16,83 1,44
17,29 1,48
16,80 2,08
17,33 1,48
MS0 ZnO GaO BrO BaO
5,32 5,97
1,34
2,42 4,66 5,26
2,06 2,98 5,08
5,73
5,10 5,74
5,25 5,90
5,07 5,71
4,19 4,93 335
4,31 5,08
5,71
4,91 4,92 5,54
4,32 5,08
5,72
La0O,
0,83
0,98 0,49
0,54
0,54
0,82
0,28
0,52
0,52
0,77
0,54
1jj-, 92 'lsi ,4i . 11, u .-< 11, 06 13 ,94 11 ,48 14 ,20 T H. S 11,4? 14 %' ''' · ,18 11 J50
Nb2O5 6, 08 6 ,54 7, 20 7, 08 6 ,21 6 »93 5 ,52 7,18 5 ,67 7 ,20
As2O3 o, 0 ,08 o, 08 0, 0 ,08 , 0 ,08 0 ,08 0,08 0 ,08 0 ,08
213 4 10
T" O X) κ- LPv ο" ο cn CO et VD IAvD r- O as cn co ej· OOIA coco cn IA end
VD VD δ DO O O cn cn ON O VO vD co cn OOiA O OJ 4· 418 Druck
1 34 ί Ο 19.10.1979
. --11-- 55 502/16
Sohmelzbeispiel (Tabelle 1, Beispiel 10) Gemengesatz für 120 kg berechnetes Glas Oxide Gew.-% Rohstoffe Einwaage in kg
SIO2 33,17
H3BO3 8,71
Li2OO3 1,85
Na2CO3 2,26
CaCO3 5,30
SrNO3 15,59
BaCO3 16,05
La2O3 2,53
ZrO2 6,14
13,23
SiO2 27,6
B2O3 4,1
Li2O 6,2
Na2O 1,1
CaO 2,9
SrO 6,3
BaO 10,5
La2O3 2,1
ZrO2 5,1
TiO2 11,0
Nb2O5 22,9
Nb2O5 27,50
Das Gemenge wird gut gemischt und bei 1260 0C im Platintiegel oder Keramikwanne eingelegt. Die Läuterung erfolgt T>ei etwa I3OO - 132Ο 0C. Beiw97Ο 0C (= 5OO Poise) wird auslaufen lassen bzw. wird sofort automatisch zu Brillenglasroblingen verpreßt.
Bas Glas besitzt folgende physikalisch-chemische Eigenschaften:
nd 1,8017
vd 30,5
s 3,53
ei . 107/°C 94
(20-300 0C)
d. 10Vc0 80
(-30 - +70 0C)
Tg 0C 543
SW 0C 661
' 19.10.1979
- AX - 55 502/16
Cbeni. Beständigkeit:
Säurefestigkeit
f Klasse -2 -
Klimawechselbeständigkeit ' ,
KWB 2
Fleckenanfälligkeit 0
Der Kugelfall-Test
Der Kugelfall-Test ist nach ASTM und DIH genormt.
Fallhöhe Kugelgewicht Fall-Last
ASTM : 127 cm 15,8 ρ 1,75 cmkp DIN 4646 : I30 cm 4-3,8 ρ 5,80 cmkp
Zusatz-Versuch
"Russ.ftorm" : verschieden 173,1 ρ variabel
In allen Fällen wurde eine genormte Auflage benutzt
Wurden die Gläser von allen drei Kugeln nicht zerstört, so wurde die Fallhöhe mit der "Buss. Norm" bis zum Bruch gesteigert. Die Fall-Last in cmkp wurde als Maß für die Schlagfestigkeit zur Auswertung herangezogen.

Claims (2)

19.10.1979
1. Optische Gläser mit nd = 1,79 - 1*81» vd = 31 - 29 und s s 3j^ - 3i7j gekennzeichnet dadurch, daß sie folgende Zusammensetzung aufweisen:
SiO2 25 - 35 Gew.-%
18 - 24 Gew.
TiO2 10 - 15 Gew.-^.7 28 _
ZrO2 3-9 Gew.-%
SrO 0-7 Gew.-$ 7 ΛΟ ΟΛ
' C 12-20
BaO 7-20 Gew.-% /
B2O3 0-7 Gew.-%
Li2O 5-8 Gew.-% *\
0 0-3 Gew.-^ V 5-9
0-2 Gew.-% J
MgO 0-2 Gew.-% 2 0-5
CaO 0-5 Gew.-% J
ZnO 0-4 Gew.-^
FbO 0-3 Gew.-#
Al0O0 0-2 Gew.-% 23
La2 3 5 Gew.-^
Ta0O1. 0-4 Gew.-%
I2O3, ϊ2ο 2
! Π WO J
2 3* 3
0-3 Gew.·
Bl2
Läutermittel 0,2 - 1 Gew.-%
2. Gläser nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß sie folgende Zusammensetzung aufweisen:
Oxide Gew. -%
SiO2 26-28
IP - 14 c 18 - 23
19.10.1979
13410 -^- 55 502/16
16 - 18 7-8
Hierzu 4 Seiten Tabellen
19.10.1979
2 13410 -"*- 55 502/16
Erfindungsanspruch
1-3410 " Λ%
Erfindungsanspruch
2. Gläser nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß sie folgende Zusammensetzung aufweisen:
Oxide Gew,·
DD79213410A 1978-06-07 1979-06-05 Hochbrechende optische glaeser mit geringer dichte fuer fernteil-und nahteil-brillenglaeser DD144164A5 (de)

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