DE19603050C1 - Lead- and arsenic-free lightweight optical glass - Google Patents

Lead- and arsenic-free lightweight optical glass

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DE19603050C1 DE1996103050 DE19603050A DE19603050C1 DE 19603050 C1 DE19603050 C1 DE 19603050C1 DE 1996103050 DE1996103050 DE 1996103050 DE 19603050 A DE19603050 A DE 19603050A DE 19603050 C1 DE19603050 C1 DE 19603050C1
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Volkmar Geiler
Magdalena Winkler-Trudewig
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Abstract

Lead- and arsenic-free optical lightweight glass having a density (P) of 2.92-3.06 g/cm<3>, a refractive index (nd) of 1.68-1.74, and an Abbe Number (Vd) of 28-32 comprises (wt.%): 35.1-44 SiO2, 0-2 GeO2, 2-3.5 B2O3, 9-14 Na2O, 6-9 K2O, 0-1 Li2O, 0-2 Cs2O, 16-21 sum of M2O, 0.5-3 CaO, 3-8 BaO, 0-1 ZnO, 0.02-1 SrO, 5.5-9 sum of MO, 22-30 TiO2, 0.2-1.99 ZrO2, 4-10 Nd2O5, 0-1 Al2O3, 0-2 WO3, and 0-0.5 SnO2.

Description

In den letzten Jahren sind die Glaskomponenten PbO und As₂O₃ in die Diskussion geraten, da vermutet wird, daß diese beiden Glasbestandteile einen schädlichen Einfluß auf die Umwelt ausüben. Einige Hersteller von optischen Instrumenten und Konsumer-Produkten werden daher dazu übergehen, nur noch solche Gläser zu verwenden, die frei von Blei und Arsen sind.In recent years, the glass components PbO and As₂O₃ are in the discussion advised, since it is suspected that these two glass components harmful Exercise influence on the environment. Some manufacturers of optical instruments and Consumer products will therefore switch to using only such glasses use that are free of lead and arsenic.

Als Stand der Technik sind insbesondere die Schriften DE 32 16 451 C2, DE 22 59 183 C3, EP 0645 348 A1, EP 0 645 349 A1, FR 7523 902 (Certificat d′utilitè; No. de publ.: 2 320 031), JP 6-107 425 A, JP 53116718 (78 16,718) und die JP 52125812 (77 25,812) anzusehen. Nach diesem Stand der Technik können bleifreie Gläser, und zum Teil auch Leichtgewichtgläser, hergestellt werden, jedoch zeigen diese Gläser erhebliche Nachteile:As the prior art are in particular the writings DE 32 16 451 C2, DE 22 59 183 C3, EP 0645 348 A1, EP 0 645 349 A1, FR 7523 902 (Certificat d'utilitè; Publ .: 2 320 031), JP 6-107 425 A, JP 53116718 (78, 16,718) and JP 52125812 (77 25,812). According to this state of the art, lead-free glasses, and partly also lightweight glasses, are produced, however, these show Glasses considerable disadvantages:

Die in der deutschen Patentschrift DE 32 16 451 C2 beschriebenen Gläser benöti­ gen, bei einem niedrigen Gehalt an SiO₂ von nur bis zu 35 Gew.-%, für die Erhaltung einer ausreichenden Kristallisationsstabilität bis zu 15% Erdalkalioxide, besonders BaO von 7 bis 13 Gew.-%. Um Gläser mit einem Brechwert von nd < 1.70 zu erhal­ ten, ist außer einem TiO₂Gehalt von 20-30 Gew.-% noch der sehr teure Rohstoff Nb₂O₅ in Mengen von 7 bis 19 Gew.-% notwendig.The glasses described in German Patent DE 32 16 451 C2 require conditions, with a low content of SiO₂ of only up to 35 wt .-%, for the maintenance of sufficient crystallization stability up to 15% alkaline earth oxides, especially BaO of 7 to 13 wt .-%. In order to obtain glasses with a refractive index of n d <1.70, except for a TiO 2 content of 20-30 wt .-% nor the very expensive raw material Nb₂O₅ in amounts of 7 to 19 wt .-% necessary.

In der deutschen Schrift DE 22 59 183 C3 werden Gläser beschrieben, die den ge­ wünschten Brechwert durch Zugabe von, in Vergleich zum erfindungsgemäßen Glas, hohen Mengen des teuren Rohstoffs ZrO₂ erreichen. Weiterhin lehrt diese DE- Patentschrift, daß die Verwendung von CaO, BaO und K₂O nur optional vorgesehen sind, während sie erfindungsgemäß zur Erzielung der gewünschten optischen Ei­ genschaften zwingend vorgeschrieben und notwendig sind.In the German document DE 22 59 183 C3 glasses are described, the ge wanted refractive power by adding, in comparison to the invention Glass, high amounts of the expensive raw material ZrO₂ reach. Furthermore, this DE- Patent specification that the use of CaO, BaO and K₂O provided only optional are, while according to the invention to achieve the desired optical egg characteristics are mandatory and necessary.

Die in der europäischen Offenlegungsschrift EP 0 645 348 A1 beschriebenen Gläser liegen im SiO₂-M₂O-TiO₂-System, enthalten aber kein Al₂O₃, B₂O₃ und ZrO₂, und besitzen daher eine schlechte chemische Resistenz. Insbesondere ist hier die Alka­ liresistenz zu erwähnen. Bei einem hohen Gehalt an SiO₂ von 46-65% sind diese Gläser, bedingt durch das Fehlen von B₂O₃ entweder schwer schmelzbar oder be­ nötigen einen hohen Anteil an Alkalioxiden (bis 25% Na₂O, bis 30% K₂O) was wie­ derum die Kristallisationsstabilität und die chemische Beständigkeit negativ beein­ flußt und dazu führt, daß höhere Brechwerte nur schwierig zu erreichen sind. The glasses described in European published patent application EP 0 645 348 A1 are in the SiO₂-M₂O-TiO₂ system, but contain no Al₂O₃, B₂O₃ and ZrO₂, and therefore have a poor chemical resistance. In particular, here is the Alka to mention resistance to extinction. With a high content of SiO of 46-65% these are Glasses, due to the lack of B₂O₃ either difficult to melt or be require a high proportion of alkali oxides (up to 25% Na₂O, to 30% K₂O) what like in turn adversely affects crystallization stability and chemical resistance flows and causes higher refractive indices are difficult to achieve.  

Bei der europäischen Offenlegungsschrift EP 0 645 349 A1 handelt es sich fast um das gleiche Glassystem wie bei der EP 0 645 348 A1, 50 daß hier ähnliche Überle­ gungen gelten. Der wichtigste Unterschied besteht darin, daß die Komponenten TiO₂ und BaO in geringerem Umfang verwendet werden, was dazu führt, daß die im er­ findungsgemäßen Glas als Aufgabe genannte optische Lage ohne Einsatz der Kom­ ponenten ZrO₂ und Nb₂O₅ nicht erreicht wird.European Published Patent Application EP 0 645 349 A1 is almost the same glass system as in EP 0 645 348 A1, 50 that here similar Überle apply. The most important difference is that the components TiO₂ and BaO be used to a lesser extent, which leads to that in the he Glass according to the invention as a task called optical position without the use of Kom components ZrO₂ and Nb₂O₅ is not achieved.

Das französische Gebrauchsmuster FR 75 23 902 beschreibt Gläser, die Al₂O₃- und B₂O₃-frei sind und bis zu 47 Gew.-% SiO₂ enthalten. Um die Schmelzbarkeit dieser Gläser zu erleichtern, müssen bis zu 31 Gew.-% Alkalioxid, insbesondere bis zu 17 Gew.-% K₂O eingeführt werden. Dies verschlechtert die chemische Beständigkeit. Um höher brechende Gläser herzustellen (nd = 1.75), werden bei ziemlich niedrigem Nb₂O₅-Gehalt von nur 3.5 Gew.-% bis zu 35.5 Gew.-% TiO₂ (siehe Beispiel III der genannten Schrift) benötigt.French Utility Model FR 75 23 902 describes glasses that are Al₂O₃- and B₂O₃-free and contain up to 47 wt .-% SiO. In order to facilitate the meltability of these glasses, up to 31 wt .-% alkali metal oxide, in particular up to 17 wt .-% K₂O must be introduced. This deteriorates the chemical resistance. To produce higher refractive glasses (n d = 1.75), are at fairly low Nb₂O₅ content of only 3.5 wt .-% up to 35.5 wt .-% TiO₂ (see Example III of the cited document) is needed.

In der japanischen Schrift JP 6-107 425 A werden Gläser beschrieben, die in dem Glassystem SiO₂-B₂O₃-BaO liegen. Es ergeben sich niedrigbrechende Gläser. Be­ sonders der hohe B₂O₃-Gehalt von 5 bis 20 Gew.-% führt hier zu Gläsern mit hohen Abbezahlen von νd < 40 bei einem niedrigen Brechwert von nd < 1.54. Da diese Glä­ ser noch sehr hohe Anteile an M₂O (bis zu 30%) und BaO (bis zu 45%) enthalten, ist die Kristallisationsneigung und die chemische Beständigkeit dieser Gläser auch für die im normalen Optikbetrieb gestellten Anforderungen nicht ausreichend.Japanese Patent JP 6-107 425 A describes glasses which are in the glass system SiO₂-B₂O₃-BaO. This results in low-refractive glasses. Be particularly the high B₂O₃ content of 5 to 20 wt .-% leads here to glasses with high Abbezahlen of ν d <40 at a low refractive index of n d <1.54. Since these glasses still contain very high levels of M₂O (up to 30%) and BaO (up to 45%), the crystallization tendency and the chemical resistance of these glasses is not sufficient even for the requirements set in normal optical operation.

Die in der JP 53/16718 beschriebenen Gläser liegen im SiO₂-MO-TiO₂-Nb₂O₅- System. Um höher brechende Gläser zu erhalten, werden hier die sehr teuren Roh­ stoffe Nb₂O₅ mit bis zu 40 Gew.-% und Ta₂O₅ mit bis zu 10 Gew.-% eingesetzt. Weiterhin benötigen die Gläser 15-50% Erdalkalioxide. Diese Gläser sind dadurch nicht nur unwirtschaftlich, sondern auch kristallisationsinstabil.The glasses described in JP 53/16718 are in the SiO₂-MO-TiO₂-Nb₂O₅- System. To get higher breaking glasses, here are the very expensive raw Substances Nb₂O₅ with up to 40 wt .-% and Ta₂O₅ with up to 10 wt .-% used. Furthermore, the glasses require 15-50% alkaline earth oxides. These glasses are through not only uneconomical, but also unstable to crystallization.

Die JP-Schrift 52125812 beschreibt Gläser aus dem System SiO₂-TiO₂-Nb₂O₅. Zwin­ gend vorgeschrieben ist hier ein Gesamtalkalioxidgehalt von 5-50%. Nach dem erfindungsgemäßen Glas sind die Oxide B₂O₃, Na₂O, K₂O, CaO, BaO, und ZrO₂ zwingend. In dem japanischen Patent sind für diese Oxide keine Untergrenzen an­ gegeben (z. B. gilt für CaO: 0-30%, BaO: 0-30% und ZrO₂: 0-20%). Die ent­ sprechenden Oxide sind daher in dem japanischen Patent nur optional, d. h. sie kön­ nen auch weggelassen werden.The JP 52125812 letter describes glasses from the system SiO₂-TiO₂-Nb₂O₅. zwin Here, a total alkali oxide content of 5-50% is prescribed. After this glass according to the invention are the oxides B₂O₃, Na₂O, K₂O, CaO, BaO, and ZrO₂ mandatory. In the Japanese patent, there are no lower limits to these oxides (for example, for CaO: 0-30%, BaO: 0-30% and ZrO₂: 0-20%). The ent Therefore, in the Japanese patent, speaking oxides are only optional, i. H. you can NEN be omitted.

Das hier vorgestellte, erfindungsgemäße Glas unterscheidet sich weiterhin durch einen Gehalt an SrO, der sich positiv auf die Kristallisationsstabilität auswirkt.The presented here, inventive glass still differs by a content of SrO, which has a positive effect on the crystallization stability.

Weiter ist darauf hinzuweisen, daß bei derartig weit gefaßten Grenzen (z. B. Erdal­ kalioxide 0-30%) mehrere Glasfamilien überstrichen werden, die nicht kontinuier­ lich ineinander übergehen. Um diese näher einzugrenzen, ist es daher nötig, sich die Beispiele zu betrachten. Für BaO liegen in 7 von 8 Beispielen Werte von 0% vor, d. h. eine Glasfamilie, in der BaO überhaupt nicht benötigt wird und in einem von 8 Beispielen ein Wert von 30%. Dieser Wert liegt außerhalb des erfindungsgemäß beanspruchten Bereichs von 3-8% und auch außerhalb des beanspruchten Brechwertbereiches. Ähnliches gilt für ZrO₂ (in 7 Beispielen: 0%, in 1 Beispiel: 5%; erfindungsgemäß beanspruchter Bereich 0.2-1.99%; alle Gläser außerhalb des beanspruchten Abbezahlbereiches) und CaO (in 6 Beispielen 0%, in 2 Beispielen 5%). Für Na₂O gilt, daß die Beispiele für 0% nicht den beanspruchten Bereich von nd bzw. νd treffen. Alle Beispiele, für die das der Fall ist, haben Na₂O-Werte von <14%.It should also be pointed out that, with such wide-ranging limits (eg, alkaline earth oxides 0-30%), several families of glass are crossed over which do not merge into one another continuously. To narrow these down, it is therefore necessary to look at the examples. For BaO, values of 0% are present in 7 of 8 examples, ie a glass family in which BaO is not needed at all and in one of 8 examples a value of 30%. This value is outside of the invention claimed range of 3-8% and also outside the claimed refractive index range. The same applies to ZrO₂ (in 7 examples: 0%, in example 1: 5%, claimed range 0,2-1.99%, all glasses outside the claimed Abbezahlbereiches) and CaO (in 6 examples 0%, in 2 examples, 5%). For Na₂O applies that the examples of 0% do not hit the claimed range of n d or ν d . All examples for which this is the case have Na₂O values of <14%.

Betrachtet man umgekehrt die beiden Beispiele (Nr. 2 und 5), bei denen Brechwert und Abbezahl im erfindungsgemäß beanspruchten Bereich liegen, erkennt man, daß diese Beispiele nicht mit Zusammensetzungen erreicht werden, die dem erfindungs­ gemäßen Glas entsprechen, wie in
Beispiele der JP-Schrift mit ZrO₂ 0%; Nb₂O₅ 40%; SiO₂ 20%, BaO 0%, oder in Beispiel 5 mit ZrO₂ 0%; Na₂O 20%; K₂O 3%, Li₂O 2%; CaO, BaO O %; SiO₂ 35%.On the other hand, considering the two examples (Nos. 2 and 5) in which the refractive index and the Abbe number are within the range claimed in the present invention, it will be seen that these examples are not achieved with compositions corresponding to the fiction, contemporary glass, as in
Examples of the JP document with ZrO₂ 0%; Nb₂O₅ 40%; SiO₂ 20%, BaO 0%, or in Example 5 with ZrO₂ 0%; Na₂O 20%; K₂O 3%, Li₂O 2%; CaO, BaO O%; SiO₂ 35%.

Aufabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, Zusammensetzungsbereiche für optische Gläser zu finden, die ohne Verwendung von As₂O₃ und PbO Brechwerte im Bereich von nd = 1.68 bis 1.74 und Abbe-Zahlen im Bereich νd = 28 bis 32 liefern. Sie sollen mit den herkömmlichen Schwerflintgläsern die optischen Daten gemein­ sam haben, sich von diesen jedoch durch eine verminderte Dichte, hervorragende chemische Beständigkeit und sehr gute Kristallisationsstabilität unterscheiden.The object of the present invention is thus to find composition ranges for optical glasses which, without the use of As₂O₃ and PbO, provide refractive indices in the range of n d = 1.68 to 1.74 and Abbe numbers in the range ν d = 28 to 32. They are said to have in common with the conventional heavy flint glass the optical data sam, but differ from these by a reduced density, excellent chemical resistance and very good crystallization stability.

Des weiteren ist es Aufgabe, PbO- und As₂O₃-freie leichte Schwerflinte zu entwickeln deren Dichte 3.06 g/cm³ beträgt, die leicht zu schmelzen und zu verarbeiten sind. Außerdem sollen sie sehr gute Kristallisationsstabilität besitzen und damit eine Herstellung in einer optischen Wanne ermöglichen. Die gute chemische Beständig­ keit und hohe Härte dieser Gläser ist für die weitere Bearbeitung (Schleifen, Polie­ ren) von entscheidender Bedeutung.It is also an object to develop PbO and As₂O₃-free light heavy duty shotgun whose density is 3.06 g / cc, which is easy to melt and process are. In addition, they should have very good crystallization stability and thus a Allow production in an optical tray. The good chemical resistant The hardness and high hardness of these glasses is sufficient for further processing (grinding, polishing important).

Um ein allen genannten Anforderungen genügendes Glas herzustellen, war es not­ wendig, einen neuen Zusammensetzungsbereich zu finden. Dieser Bereich ist im Patentanspruch 1 angegeben und wie folgt gekennzeichnet (in Gew.-%)
Glasbildende Oxide:In order to produce a glass satisfying all these requirements, it was necessary to find a new composition range. This range is indicated in claim 1 and characterized as follows (in% by weight)
Glass-forming oxides:

SiO₂35.1-44; GeO₂0-2; B₂O₃2-3.5; Al₂O₃0-1,SiO₂35.1-44; GeO₂0-2; B₂O₃2-3.5; Al₂O₃0-1,

Glaswandleroxide:
Li₂O 0-1; Na₂O 9-14; K₂O 6-9; Cs₂O 0-2 und Summe der Alkalioxide 16-21,Glass converter oxides:
Li₂O 0-1; Na₂O 9-14; K₂O 6-9; Cs₂O 0-2 and sum of the alkali oxides 16-21,

CaO 0.5-3; BaO 3-8; SrO 0.02-1; ZnO 0-1 und Summe der Erdalkalioxide 5.5-9,CaO 0.5-3; BaO 3-8; SrO 0.02-1; ZnO 0-1 and sum of the alkaline earth oxides 5.5-9,

andere Komponenten
TiO₂ 22-30; ZrO₂ 0.2-1.99; Nb₂O₅ 4-10; WO₃ 0-2, wobei das Verhältnis SiO₂/Σ TiO₂ + ZrO₂ im Bereich 1.24 bis 1.75 liegen soll.other components
TiO₂ 22-30; ZrO₂ 0.2-1.99; Nb₂O₅ 4-10; WO₃ 0-2, wherein the ratio SiO₂ / Σ TiO₂ + ZrO₂ should be in the range 1.24 to 1.75.

Die erfindungsgemäßen Gläser erfüllen sowohl die Forderung nach niedriger Dichte (ρ3.06 g/cm³) bei Brechzahlen von 1.68 nd 1.74 und Abbezahlen im Bereich von 28 νd 32, als auch die nach sehr guter Kristallisationsstabilität und ausge­ zeichneter chemischer Beständigkeit ohne Zusätze von PbO und As₂O₃.The glasses according to the invention meet both the requirement for low density (ρ3.06 g / cm³) with refractive indices of 1.68 n d 1.74 and Abbezahlen in the range of 28 ν d 32, as well as after excellent crystallization stability and excellent chemical resistance without additives from PbO and As₂O₃.

Die hohe Kristallisationsstabilität dieser Gläser wird dabei durch die erfindungsge­ mäßen Anteile an B₂O₃, Nb₂O₅ und die Summe MO (BaO + SrO + CaO), sowie ei­ nem ausgewogenen SiO₂-Gehalt erreicht.The high crystallization stability of these glasses is characterized by the erfindungsge mäßen proportions of B₂O₃, Nb₂O₅ and the sum of MO (BaO + SrO + CaO), and egg reached a balanced SiO content.

Die ausgezeichnete chemische Beständigkeit der erfindungsgemäßen Gläser wird durch das besondere Verhältnis von SiO₂/Σ TiO₂ + ZrO₂ von 1.24 bis 1.75 realisiert. Bei einem Verhältnis < 1.24 nimmt die chemische Beständigkeit ab, besonders die Alkaliresistenz. Bei einem Wert von < 1.75 verschlechtert sich die Schmelzbarkeit entscheidend. Dies könnte zwar durch eine Erhöhung der Konzentrationen der Alka­ lioxide oder von B₂O₃ ausgeglichen werden, was jedoch negative Auswirkungen auf Kristallisationsstabilität und chemische Beständigkeit hätte. Weiterhin könnte der hohe Brechwert nicht mehr gehalten werden, was eine verstärkte Zugabe des teuren Rohstoffs Nb₂O₅ erforderlich machen würde. Die Wirtschaftlichkeit einer solchen Glaszusammensetzung ist dann aber nicht mehr gegeben.The excellent chemical resistance of the glasses according to the invention is realized by the special ratio of SiO₂ / Σ TiO₂ + ZrO₂ from 1.24 to 1.75. At a ratio <1.24, the chemical resistance decreases, especially the Alkali resistance. With a value of <1.75, the meltability deteriorates crucial. This could be done by increasing the concentrations of Alka lioxide or be compensated by B₂O₃, but with negative effects Crystallization stability and chemical resistance. Furthermore, the high refractive index can no longer be maintained, which is an increased addition of the expensive Raw material Nb₂O₅ would require. The economy of such Glass composition is then no longer present.

Durch die Ausgewogenheit zwischen der Summe der Glasbildner im Verhältnis zur Summe der Glaswandler wird bei den erfindungsgemäßen Gläsern eine Glasviskosi­ tät erreicht, die eine Fertigung dieser Gläser auch in größeren Schmelzaggregaten, z. B. einer optischen Wanne, ermöglicht. Gerade dies ist für die Wirtschaftlichkeit der erfindungsgemäßen Gläser von entscheidender Bedeutung.Due to the balance between the sum of the glass formers in relation to Sum of the glass transducers is a Glasviskosi in the glasses according to the invention the manufacture of these glasses, even in larger melting units, z. B. an optical tub, allows. This is just for the profitability of Glasses of the invention are of crucial importance.

Die gute "innere" Glasqualität der erfindungsgemäßen Gläser, bzgl. Blasen- und Schlierenfreiheit wird durch die Zugabe von Läutermitteln wie Sb₂O₃, Cl′-Ionen (z. B.: als NaCl), F′-Ionen (z. B.: als KF), SO₄2--Ionen (z. B.: als BaSO₄) bis maximal 1 Gew.-%, bevorzugt bis 0.5 Gew.-% erreicht.The good "internal" glass quality of the glasses according to the invention, with respect to freedom from bubbles and streaks, is enhanced by the addition of refining agents such as Sb₂O₃, Cl'-ions (eg: as NaCl), F'-ions (for example: as KF), SO₄ 2- ions (eg: as BaSO₄) to a maximum of 1 wt .-%, preferably reached to 0.5 wt .-%.

Die Tabelle 1 stellt an einigen Beispielen die Eigenschaften der vorliegenden Erfin­ dung denen der herkömmlichen Gläser gegenüber. Die zum Vergleich herangezo­ genen Gläser SF1, SF8, SF10 und SF15 sind hochbleihaltige Gläser mit einem PbO-Gehalt von 52-62 Gew.-%. Table 1 illustrates some of the properties of the present invention compared to conventional glasses. The used for comparison The glasses SF1, SF8, SF10 and SF15 are glasses with high lead content PbO content of 52-62 wt .-%.  

Tabelle 1 Table 1

Tabelle 2 enthält 7 Ausführungsbeispiele im bevorzugten Zusammensetzungsbe­ reich. Die erfindungsgemäßen Gläser werden folgendermaßen hergestellt:Table 2 contains 7 embodiments in the preferred composition rich. The glasses according to the invention are prepared as follows:

Die Rohstoffe für die Oxide, bevorzugt Carbonate, eventuell Nitrate, werden abge­ wogen, ein oder mehrere Läutermittel, wie Sb₂O₃ und/oder Chloride wie z. B. NaCl, und/oder Sulfate wie z. B. Na₂SO₄ oder BaSO₄ in Anteilen bis 1 Gew.-% werden zu­ gegeben und anschließend gut gemischt. Das Glasgemenge wird bei ca. 1200- 1250°C in einem kontinuierlichen Schmelzaggregat eingeschmolzen, danach geläu­ tert und gut homogenisiert. Bei einer Gußtemperatur von ca. 950°C bis 1050°C wird das Glas zu den gewünschten Abmessungen verarbeitet. The raw materials for the oxides, preferably carbonates, possibly nitrates, are abge weigh, one or more refining agents such as Sb₂O₃ and / or chlorides such. NaCl, and / or sulfates such. B. Na₂SO₄ or BaSO₄ in proportions up to 1 wt .-% to be and then mixed well. The glass batch becomes at approx. 1200 1250 ° C melted in a continuous smelting unit, then geläu tert and well homogenized. At a casting temperature of about 950 ° C to 1050 ° C is the glass is processed to the desired dimensions.  

Schmelzbeispiel für 100 kg berechnetes Glas Melting example for 100 kg calculated glass

Die Eigenschaften des so erhaltenen Glases sind in Tabelle 2, Beispiel 6 angegeben.The properties of the glass thus obtained are shown in Table 2, Example 6.

Claims (6)

1. Blei- und arsenfreies optisches Leichtgewichtglas mit einer Dichte zwischen 2.92 p 3.06 g/cm³, einem Brechwert zwischen 1.68 nd 1.74, einer Ab­ bezahl zwischen 28 νd 32 und mit sehr guter chemischer Beständigkeit und ausgezeichneter Kristallisationsstabilität, gekennzeichnet durch die Zusammensetzung (in Gew-%): SiO₂ 35.1-44 GeO₂ 0-2 B₂O₃ 2-3.5 Na₂O 9-14 K₂O 6-9 Li₂O 0-1 Cs₂O 0-2 Summe M₂O 16-21 CaO 0.5-3 BaO 3-8 ZnO 0-1 SrO 0.02-1 Summe MO 5.5-9 TiO₂ 22-30 ZrO₂ 0.2-1.99 Nb₂O₅ 4-10 Al₂O₃ 0-1 WO₃ 0-2 SnO₂ 0-0.5
1. A lead-free and arsenic-free optical lightweight glass with a density between 2.92 p 3.06 g / cm³, a refractive index between 1.68 n d 1.74, a pay-off between 28 ν d 32 and with very good chemical resistance and excellent crystallization stability, characterized by the composition ( in% by weight): SiO₂ 35.1-44 GeO₂ 0-2 B₂O₃ 2-3.5 Na₂O 9-14 K₂O 6-9 Li₂O 0-1 Cs₂O 0-2 Sum M₂O 16-21 CaO 0.5-3 BaO 3-8 ZnO 0-1 SrO 0.02-1 Total MO 5.5-9 TiO₂ 22-30 ZrO₂ 0.2-1.99 Nb₂O₅ 4-10 Al₂O₃ 0-1 WO₃ 0-2 SnO₂ 0-0.5
2. Glas nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Zusammensetzung (in Gew.-%): SiO₂ 35.1-44 GeO₂ 0-2 B₂O₃ 2-3.5 Na₂O 9-14 K₂O 6-9 Li₂O 0-1 Cs₂O 0-2 Summe M₂O 16-21 CaO 0.5-3 BaO 3-8 ZnO 0-1 SrO 0.02-1 Summe MO 5.5-9 TiO₂ 22-30 ZrO₂ 0.2-1.99 Nb₂O₅ 4-10 Al₂O₃ 0-1 WO₃ 0-2 SnO₂ 0.05-0.5
2. Glass according to claim 1, characterized by the composition (in wt .-%): SiO₂ 35.1-44 GeO₂ 0-2 B₂O₃ 2-3.5 Na₂O 9-14 K₂O 6-9 Li₂O 0-1 Cs₂O 0-2 Sum M₂O 16-21 CaO 0.5-3 BaO 3-8 ZnO 0-1 SrO 0.02-1 Total MO 5.5-9 TiO₂ 22-30 ZrO₂ 0.2-1.99 Nb₂O₅ 4-10 Al₂O₃ 0-1 WO₃ 0-2 SnO₂ 0.05-0.5
3. Glas nach den Ansprüchen 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Zusam­ mensetzung (in Gew.-%): SiO₂ 35.1-38 B₂O₃ 2.1-2.8 Na₂O 12-13 K₂O 6-8 Li₂O 0-1 Cs₂O 0-0.6 Summe M₂O 18.5-20.5 CaO 0.5-2.2 BaO 5.3-7.5 SrO 0.02-0.5 Summe MO 6.3-8.2 TiO₂ 23-28 ZrO₂ 0.2-1.99 Nb₂O₅ 4.5-9.5 Al₂O₃ 0-0.8 WO₃ 0.3-0.8 SnO₂ 0.05-0.3
wobei der Brechwert im Bereich nd = 1.71 bis 1.73 und die Abbezahl im Be­ reich νd = 28.5 bis 30.0 liegt. 3. Glass according to claims 1 or 2, characterized by the composition (in% by weight): SiO₂ 35.1-38 B₂O₃ 2.1-2.8 Na₂O 12-13 K₂O 6-8 Li₂O 0-1 Cs₂O 0-0.6 Sum M₂O 18.5-20.5 CaO 0.5-2.2 BaO 5.3-7.5 SrO 0.02-0.5 Total MO 6.3-8.2 TiO₂ 23-28 ZrO₂ 0.2-1.99 Nb₂O₅ 4.5-9.5 Al₂O₃ 0-0.8 WO₃ 0.3-0.8 SnO₂ 0.05-0.3
where the refractive index lies in the range n d = 1.71 to 1.73 and the Abbe number in the range ν d = 28.5 to 30.0. 4. Glas nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Zusammensetzung (in Gew.-%): SiO₂ 41-44 B₂O₃ 2.5-3 Na₂O 9.3-11 K₂O 6.5-7 Li₂O 0-1 Cs₂O 0-2 Summe M₂O 16-19 CaO 1.5-2 BaO 3.5-5 SrO 0.02-0.5 Summe MO 5.7-6.5 TiO₂ 22.5-24 ZrO₂ 1.7-1.99 Nb₂O₅ 4.5-6 AI₂O₃ 0.5-0.8 WO₃ 0-0.5 SnO₂ 0-0.2
wobei der Brechwert im Bereich ndd = 1.68 bis 1.70 und die Abbezahl im Be­ reich νd = 30 bis 32 liegt.4. Glass according to claim 1, characterized by the composition (in wt .-%): SiO₂ 41-44 B₂O₃ 2.5-3 Na₂O 9.3-11 K₂O 6.5-7 Li₂O 0-1 Cs₂O 0-2 Sum M₂O 16-19 CaO 1.5-2 BaO 3.5-5 SrO 0.02-0.5 Total MO 5.7-6.5 TiO₂ 22.5-24 ZrO₂ 1.7-1.99 Nb₂O₅ 4.5-6 AI₂O₃ 0.5-0.8 WO₃ 0-0.5 SnO₂ 0-0.2
where the refractive index lies in the range n d d = 1.68 to 1.70 and the Abbe number lies in the range ν d = 30 to 32. 5. Glas nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis SiO₂ zur Σ (TiO₂+ZrO₂) im Bereich zwischen 1.24 bis 1.75 liegt.5. Glass according to claims 1 to 4, characterized, that the ratio SiO Σ (TiO₂ + ZrO₂) in the range between 1.24 to 1.75 is. 6. Glas nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es als Läutermittel 0-1, insbesondere 0-0,5 Gew.-% der Komponen­ ten Sb₂O₃ und/oder Cl und/oder F und/oder SO₄2- enthält.6. Glass according to claims 1 to 5, characterized in that it contains as refining agent 0-1, in particular 0-0.5 wt .-% of compo th Sb₂O₃ and / or Cl and / or F and / or SO₄ 2- ,
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