DE19828992C1 - Lead-free optical glass of barium light flint glass, barium crown glass, crown glass, crown flint glass or boron crown glass type - Google Patents

Lead-free optical glass of barium light flint glass, barium crown glass, crown glass, crown flint glass or boron crown glass type

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DE19828992C1
DE19828992C1 DE1998128992 DE19828992A DE19828992C1 DE 19828992 C1 DE19828992 C1 DE 19828992C1 DE 1998128992 DE1998128992 DE 1998128992 DE 19828992 A DE19828992 A DE 19828992A DE 19828992 C1 DE19828992 C1 DE 19828992C1
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Monika Gierke
Magdalena Winkler-Trudewig
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Abstract

A lead-free optical glass having specified contents of silicon, boron, barium, alkali metal and other oxides is new. A lead-free optical glass having a refractive index (nd) of 1.50-1.56 and an Abbe number (vd) of 50-64 has the composition (by wt.) 62-75% SiO2, 5-9.5% B2O3, 4.5-21% BaO, 0 to less than 14% ZnO, 0-0.5% CaO, 1-7% TiO2, 2-10% Na2O, 4.5-8% K2O, 0-1% ZrO2, 0-1% Nb2O5, 0-1% Ta2O5, 0-0.5% F<-> and usual amounts of refiners. The sum of ZnO + CaO is \-0.05% and the sum of BaO + ZnO + CaO is <= 25%.

Description

Die Erfindung betrifft bleifreie optische Gläser, die Brechwerte nd zwischen 1,50 und 1,56 und Abbezahlen νd zwischen 50 und 64 besitzen. Diese Gläser gehören zu den optischen Glasarten Bariumleichtflintgläser (BaLF) Barium­ krongläser (BaK), Krongläser (K), Kronflintgläser (KF), Borkrongläser (BK).The invention relates to lead-free optical glasses which have refractive indices n d between 1.50 and 1.56 and removal numbers ν d between 50 and 64. These glasses belong to the optical glass types: Barium flint glasses (BaLF), Barium crown glasses (BaK), Crown glasses (K), Crown flint glasses (KF), Boron crown glasses (BK).

Da in den letzten Jahren die Glaskomponenten PbO und As2O3 in der Öffent­ lichkeit als umweltbelastend in die Diskussion gekommen sind, besteht auch bei den Herstellern von optischen Geräten der Bedarf an PbO-freien und vor­ zugsweise auch As2O3-freien Gläsern mit den jeweiligen optischen Eigen­ schaften.Since the glass components PbO and As 2 O 3 have been discussed in public as environmentally harmful in recent years, there is also a need for PbO-free and preferably As 2 O 3 -free glasses among manufacturers of optical devices with the respective optical properties.

Auch für die Herstellung leichter Glasteile, also von Gläsern mit einer niedri­ gen Dichte, ist es erstrebenswert, auf PbO zu verzichten.Also for the production of light glass parts, i.e. glasses with a low density, it is desirable to do without PbO.

Durch den einfachen Ersatz des Bleioxids durch einen oder mehrere Bestand­ teile gelingt eine Reproduktion der durch PbO beeinflußten und gewünschten optischen und glastechnischen Eigenschaften in der Regel nicht. Statt dessen sind Neuentwicklungen oder weitreichende Änderungen in der Glaszusam­ mensetzung nötig.By simply replacing the lead oxide with one or more stocks Parts succeed in reproducing the desired and influenced by PbO optical and glass properties usually not. Instead are new developments or far-reaching changes in the glass together setting necessary.

Der Patentliteratur sind bereits einige Schriften zu entnehmen, in denen blei­ freie Gläser mit optischen Werten aus dem genannten Bereich beschrieben werden. Jedoch zeigen diese Gläser die verschiedensten Nachteile.The patent literature already contains some documents in which lead free glasses with optical values from the range mentioned become. However, these glasses have various disadvantages.

Die deutsche Patentschrift DE 973 350 beschreibt Gläser mit einem innerhalb eines großen Bereiches variierenden Brechwert und einer, bezogen auf den Brechwert, relativ hohen Dispersion. Diese Gläser enthalten nur bis zu 5 Gew.-% Erdalkalioxide, weiter neben SiO2 und/oder B2O3 und F bis zu 30% Alkalioxide und wenigstens eine Komponente aus der Gruppe Al2O3, TiO2, Sb2O3, As2O3, PbO, wobei die Summe aus diesen fünf Oxiden und den Alka­ lioxiden zwischen 35 und 69,85 Gew.-% beträgt. Nachteilig an diesen Gläsern ist neben den möglichen Vorhandensein von PbO und As2O3 in Mengen von bis zu 55 bzw. bis zu 5 Gew.-%, daß der hohe Brechwert durch den Einsatz von teuren oder zu einem Gelbstich führenden Komponenten realisiert wird. Nachteilig ist auch der teilweise recht hohe Gehalt an Alkalioxiden, der zu ei­ ner schlechten chemischen Beständigkeit der Gläser führt.German patent DE 973 350 describes glasses with a refractive index that varies within a wide range and a relatively high dispersion in relation to the refractive index. These glasses contain only up to 5% by weight of alkaline earth oxides, furthermore SiO 2 and / or B 2 O 3 and F up to 30% alkali oxides and at least one component from the group Al 2 O 3 , TiO 2 , Sb 2 O 3 , As 2 O 3 , PbO, the sum of these five oxides and the alkali metal oxides being between 35 and 69.85% by weight. A disadvantage of these glasses, in addition to the possible presence of PbO and As 2 O 3 in amounts of up to 55 or up to 5% by weight, is that the high refractive index is achieved by using expensive components or components which lead to a yellow tinge. Another disadvantage is the sometimes very high content of alkali oxides, which leads to poor chemical resistance of the glasses.

Aus DE 26 21 741 sind Gläser aus dem System SiO2-R2O-ZnO-TiO2 be­ kannt, die aufgrund ihres Gehaltes an Farbkomponenten als Gläser für Ab­ sorptionssteilkantenfilter Verwendung finden.From DE 26 21 741 glasses from the SiO 2 -R 2 O-ZnO-TiO 2 system are known, which due to their content of color components can be used as glasses for partial absorption edge filters.

Aus JP 60-54249 B2 sind optische Gläser bekannt, die 10-20 Gew.-% CaO und kein BaO enthalten. CaO wird hier benötigt, um hohe Abbezahlen zu er­ reichen. CaO hat jedoch, insbesondere gegenüber BaO den Nachteil, daß es den Brechwert nicht so stark anhebt.From JP 60-54249 B2 optical glasses are known, the 10-20 wt .-% CaO and contain no BaO. CaO is required here in order to achieve high payoffs pass. However, CaO has the disadvantage, especially compared to BaO, that it does not raise the refractive index so much.

Auch aus GB 804,451 und GB 812,576 sind BaO-freie optische Gläser be­ kannt. Ihre Brechwerte nd von wenigstens 1,56 bzw. 1,54 können nur durch die Verwendung von relativ teuren, hochschmelzenden oder gelbstichige Verfärbungen hervorrufenden Komponenten erreicht werden. So enthalten die Gläser der erstgenannten Schrift bis zu 20 Gew.-% TiO2. Die relativ SiO2- armen Gläser der letztgenannten Schrift enthalten bis zu 20 Gew.-% ZrO2 und bis zu 9 Gew.-% TiO2, wobei die Summe aus TiO2 und ZrO2 bis zu 20 Gew.-% beträgt.GBO-free optical glasses are also known from GB 804,451 and GB 812,576. Their refractive indices n d of at least 1.56 or 1.54 can only be achieved by using relatively expensive, high-melting or yellow-tinged components. The glasses of the first-mentioned document contain up to 20% by weight of TiO 2 . The relatively low-SiO 2 glasses of the last-mentioned document contain up to 20% by weight of ZrO 2 and up to 9% by weight of TiO 2 , the sum of TiO 2 and ZrO 2 being up to 20% by weight.

Auf der anderen Seite sind aus JP 8-34633 A SnO2-haltige Gläser bekannt, die nur geringe Mengen an TiO2 enthalten. TiO2 dient hier als Solarisations­ schutz und hat keinen nennenswertem Einfluß auf die nichtoptischen Eigen­ schaften. Diese Gläser werden keine gute chemische Beständigkeit aufwei­ sen.On the other hand, JP 8-34633 A discloses SnO 2 -containing glasses which contain only small amounts of TiO 2 . TiO 2 serves as protection against solarization and has no significant influence on the non-optical properties. These glasses will not have good chemical resistance.

DE 196 50 692 A1 beschreibt bleifreie Krongläser, die sowohl TiO2 als auch BaO nur als fakultative Bestandteile mit maximal < 1 Gew.-% bzw. höchstens 3 Gew.-% enthalten.DE 196 50 692 A1 describes lead-free crown glasses which contain both TiO 2 and BaO only as optional components with a maximum of <1% by weight or a maximum of 3% by weight.

DE 196 09 735 A1 beschreibt bleifreie Kronflintgläser, bei denen ZnO, CaO und BaO nur fakultative Komponenten sind. Auch B2O3 liegt nicht zwingend vor und muß auf weniger als 5 Gew.-% beschränkt bleiben.DE 196 09 735 A1 describes lead-free crown flint glasses in which ZnO, CaO and BaO are only optional components. B 2 O 3 is also not mandatory and must remain limited to less than 5% by weight.

Auch die Gläser der JP 52-45616 A enthalten hohe Anteile der relativ teuren und hoch schmelzenden Komponente ZrO2 (2-20 Gew.-%), wodurch die Kri­ stallisationsstabilität dieser Gläser herabgesetzt ist. Gleiches gilt für die 2-15 Gew.-% ZrO2 enthaltenden Gläser der US 2,523,265; sie benötigen diese Komponente zur Verbesserung der chemischen Beständigkeit, da sie nur 33 bis 55 Gew.-% SiO2 enthalten.The glasses of JP 52-45616 A also contain high proportions of the relatively expensive and high-melting component ZrO 2 (2-20% by weight), as a result of which the crystallization stability of these glasses is reduced. The same applies to the glasses of US 2,523,265 containing 2-15% by weight of ZrO 2 ; you need this component to improve the chemical resistance since they contain only 33 to 55% by weight of SiO 2 .

Entsprechend wird die chemische Beständigkeit der Gläser aus US 5,523,265 (45-60 Gew.-% SiO2) und aus JP 62-13293 B2 (23-61 Gew.-%) nicht hoch sein.Accordingly, the chemical resistance of the glasses from US 5,523,265 (45-60% by weight SiO 2 ) and from JP 62-13293 B2 (23-61% by weight) will not be high.

Auch in älteren, nicht vorveröffentlichten deutschen Anmeldungen der Anmelderin werden bleifreie optische Bariumkrongläser und Bariumleichtflint­ gläser und auch Bariumflintgläser mit höchstens 60 Gew.-% SiO2 beschrie­ ben.Lead-free optical barium crown glasses and light barium flint glasses and also barium flint glasses with at most 60% by weight SiO 2 are also described in older, not previously published German applications by the applicant.

DE 198 27 568.4 nennt Gläser mit 45-60 Gew.-% SiO2. Ihre dennoch gute chemische Beständigkeit wird durch das Vorhandensein von ZrO2 und TiO2 gewährleistet.DE 198 27 568.4 names glasses with 45-60% by weight SiO 2 . Their good chemical resistance is guaranteed by the presence of ZrO 2 and TiO 2 .

DE 197 38 428 C1 stellt Gläser mit 40-60 Gew.-% SiO2 und 0,5-3,5 Gew.-% Al2O3 vor. Die letztgenannte Komponente dient der Verbesserung der Säure­ resistenz.DE 197 38 428 C1 presents glasses with 40-60% by weight SiO 2 and 0.5-3.5% by weight Al 2 O 3 . The latter component serves to improve acid resistance.

Es ist Aufgabe der Erfindung, bleifreie optische Gläser mit einem Brechwert nd zwischen 1,50 und 1,56 und einer Abbezahl νd zwischen 50 und 64 bereitzu­ stellen, die gute Schmelz- und Verarbeitungseigenschaften besitzen und eine gute chemische Beständigkeit und eine gute Kristallisationsstabilität aufwei­ sen.It is an object of the invention to provide lead-free optical glasses with a refractive index n d between 1.50 and 1.56 and an Abbe number ν d between 50 and 64, which have good melting and processing properties and good chemical resistance and good crystallization stability exhibit.

Diese Aufgabe wird durch im Patentanspruch 1 beschriebenen Gläser gelöst.This object is achieved by glasses described in claim 1.

Die Gläser enthalten 62 bis 75 Gew.-% SiO2. Bei höheren Anteilen würde die Schmelzbarkeit verschlechtert, bei niedrigeren Anteilen würde die Säureresi­ stenz herabgesetzt. Außerdem ermöglicht ein hoher Gehalt an SiO2 einen niedrigen Brechwert. Bevorzugt ist ein SiO2-Gehalt von mehr als 63 Gew.-%.The glasses contain 62 to 75% by weight of SiO 2 . With higher proportions the meltability would deteriorate, with lower proportions the acid resistance would be reduced. In addition, a high SiO 2 content enables a low refractive index. An SiO 2 content of more than 63% by weight is preferred.

Zur Verbesserung nicht nur der Säureresistenz, sondern insgesamt der che­ mischen Beständigkeit enthalten die Gläser 1 bis 7 Gew.-% TiO2, vorzugs­ weise wenigstens 4 Gew.-%. TiO2 erhöht den Brechwert und verringert die Abbezahl. To improve not only the acid resistance, but overall the chemical resistance, the glasses contain 1 to 7% by weight of TiO 2 , preferably at least 4% by weight. TiO 2 increases the refractive index and reduces the Abbe number.

Zur weiteren Verbesserung der chemischen Beständigkeit und zur Variation von Brechwert und Abbezahl können die Gläser jeweils bis zu 1 Gew.-% von, ZrO2, Nb2O5 und Ta2O5 enthalten. Da Nb2O5 und Ta2O5 jedoch relativ teure Komponenten darstellen, wird auf diese beiden Komponenten vorzugsweise verzichtet.To further improve the chemical resistance and to vary the refractive index and Abbe number, the glasses can each contain up to 1% by weight of ZrO 2 , Nb 2 O 5 and Ta 2 O 5 . However, since Nb 2 O 5 and Ta 2 O 5 are relatively expensive components, these two components are preferably dispensed with.

Die Gläser enthalten 2 bis 10 Gew.-% Na2O (bevorzugt 3,5 bis 9 Gew.-%) und 4,5 bis 8 Gew.-% K2O. Na2O und K2O dienen der Verbesserung der Schmelz­ barkeit. Bei höheren Gehalten werden der thermische Ausdehnungskoeffizi­ ent, die Transformationstemperatur und die Säureresistenz negativ beeinflußt. Bei niedrigeren Gehalten ist aufgrund hoher Schmelztemperaturen eine wirt­ schaftliche Fertigung erschwert.The glasses contain 2 to 10% by weight of Na 2 O (preferably 3.5 to 9% by weight) and 4.5 to 8% by weight of K 2 O. Na 2 O and K 2 O serve to improve the Meltability. At higher contents, the thermal expansion coefficient, the transformation temperature and the acid resistance are adversely affected. At lower contents, economical production is difficult due to high melting temperatures.

Weiter enthalten die Gläser B2O3, und zwar zwischen 5 und 9,5 Gew.-%. Mit dieser Komponente wird die Schmelzbarkeit verbessert, ohne daß es zu ne­ gativen Auswirkungen auf den Ausdehnungskoeffizienten, d. h. zu seiner Er­ höhung kommt. Jedoch wird bei zu großen Anteilen an B2O3 die chemische Beständigkeit, insbesondere die Alkaliresistenz verschlechtert. In einer bevor­ zugten Ausführungsform beträgt der B2O3-Gehalt wenigestens 8 Gew.-%.The glasses also contain B 2 O 3 , between 5 and 9.5% by weight. With this component, the meltability is improved without there being any negative effects on the expansion coefficient, that is to say its increase. However, if the proportions of B 2 O 3 are too large, the chemical resistance, in particular the alkali resistance, will deteriorate. In a preferred embodiment, the B 2 O 3 content is at least 8% by weight.

Die Gläser enthalten 4,5 bis 21 Gew.-% BaO, um den angegebenen Bereich der Abbezahlen zu erreichen. Bei einem höheren Gehalt würde außerdem die Entglasungsneigung ansteigen. Insbesondere für Gläser mit niedrigen Abbe­ zahlen bzw. für Gläser mit geringer Dichte kann auch eine Beschränkung des BaO-Gehaltes auf höchstens 7 Gew.-% bevorzugt sein.The glasses contain 4.5 to 21% by weight of BaO, around the specified range of paying off. With a higher salary, the Devitrification tendency increase. Especially for glasses with low Abbe paying or for low density glasses can also limit the BaO content may be preferred to at most 7% by weight.

Zur Stabilisierung gegen Kristallisation enthalten die Gläser wenigstens 0,05 Gew.-% ZnO und/oder CaO. Dabei liegt der Gehalt an CaO zwischen 0 und 0,5 Gew.-%, während der Gehalt an ZnO zwischen 0 und weniger als 14 Gew.-% liegt; insbesondere wenn eine niedrige Dichte gewünscht ist, beträgt er maximal 2 Gew.-%. In diesen Mengen ermöglicht ZnO, den Brech Wert zu erhöhen und dabei im Bereich mittlerer Abbezahlen zu bleiben.To stabilize against crystallization, the glasses contain at least 0.05 % By weight of ZnO and / or CaO. The CaO content is between 0 and 0.5% by weight, while the ZnO content is between 0 and less than 14 % By weight; especially if a low density is desired it is a maximum of 2% by weight. In these quantities, ZnO enables Increase the crushing value and stay in the middle of paying off.

Die Summe aus BaO, ZnO und CaO beträgt höchstens 25 Gew.-%, da sonst Brechwert und Abbezahl zu hoch würden. Außerdem würde die chemische Beständigkeit sich verschlechtern. Vorzugsweise beträgt die genannte Sum­ me höchstens 23,5 Gew.-%. The sum of BaO, ZnO and CaO is at most 25% by weight, otherwise Refractive index and Abbe number would be too high. In addition, the chemical Resistance deteriorate. The sum mentioned is preferably me at most 23.5% by weight.  

Die Gläser können bis zu 0,5 Gew.-% F- enthalten. Dies ist besonders zum Er­ reichen spezieller Brechwerte im Bereich der Krongläser und Borkrongläser bevorzugt. F- wird beispielsweise als KF oder KHF2 zugegeben. Wie allge­ mein bekannt ist, muß aufgrund der hohen Verdampfungsneigung F-haltiger Verbindungen meist ein gewisser Überschuß an F-, bezogen auf den ge­ wünschten Gehalt, zugesetzt werden.The glasses can contain up to 0.5% by weight of F - . This is particularly preferred for achieving special refractive indices in the field of crown glasses and boron crown glasses. F - is added for example as KF or KHF 2 . As is generally known, due to the high evaporation tendency of F-containing compounds, a certain excess of F - , based on the desired content, must usually be added.

Zur Verbesserung der Glasqualität können dem Gemenge zur Läuterung des Glases ein oder mehrere an sich bekannte Läutermittel in den üblichen Men­ gen zugegeben werden. So weist das Glas eine besonders gute innere Glas­ qualität bezüglich Blasen- und Schlierenfreiheit auf.To improve the glass quality, the batch can be used to refine the Glases one or more refining agents known per se in the usual menus gene can be added. So the glass has a particularly good inner glass quality with regard to freedom from bubbles and streaks.

Wird als Läutermittel kein As2O3, sondern statt dessen z. B. Sb2O3, vorzugs­ weise bis zu 0,5 Gew.-% verwendet, was ohne Verluste in Bezug auf die Glasqualität möglich ist, so sind die erfindungsgemäß bleifreien Gläser zu­ sätzlich arsenfrei.Is not As 2 O 3 as refining agent, but instead z. B. Sb 2 O 3 , preferably up to 0.5 wt .-%, which is possible without losses in terms of glass quality, the lead-free glasses according to the invention are additionally arsenic-free.

In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Summe an Sb2O3 und F-, das ja ebenfalls Läuterfunktion hat, zwischen 0,05 und 0,8 Gew.-%. So wird eine ausgezeichnete innere Glasqualität erzielt.In a preferred embodiment, the sum of Sb 2 O 3 and F - , which also has a refining function, is between 0.05 and 0.8% by weight. In this way an excellent inner glass quality is achieved.

Innerhalb des erfindungsgemäßen Zusammensetzungsbereiches gibt es ei­ nen besonders bevorzugten Zusammensetzungsbereich von Gläsern mit Brechwerten nd zwischen 1,53 und 1,56 und Abbezahlen νd zwischen 50 und 55. Er lautet (in Gew.-% auf Oxidbasis): SiO2 62-65; B2O3 8-9,5; BaO 4,5-­ 7; ZnO 0-2; CaO 0-0,5 mit ZnO + CaO ≧ 0,05; TiO2 4-7; Na2O 6,5-9,5; K2O 6-8; ZrO2 0-1; F- 0-0,5.Within the composition range according to the invention, there is a particularly preferred composition range of glasses with refractive indices n d between 1.53 and 1.56 and payoff numbers ν d between 50 and 55. It is (in% by weight on an oxide basis): SiO 2 62- 65; B 2 O 3 8-9.5; BaO 4.5-7; ZnO 0-2; CaO 0-0.5 with ZnO + CaO ≧ 0.05; TiO 2 4-7; Na 2 O 6.5-9.5; K 2 O 6-8; ZrO 2 0-1; F - 0-0.5.

Auch bei der Herstellung der Gläser dieses bevorzugten Bereiches können, falls erwünscht, übliche Läutermittel in üblichen Mengen bzw. die oben ge­ nannten bevorzugten Varianten verwendet werden.Even in the manufacture of glasses in this preferred range, if desired, customary refining agents in usual amounts or the above ge named preferred variants can be used.

Die erfindungsgemäßen Gläser besitzen eine negative anomale Teildispersi­ on im blauen Bereich des Spektrums. The glasses according to the invention have a negative anomalous partial dispersion on in the blue region of the spectrum.  

Zur Erläuterung:In order to explain:

Das partielle Dispersionsvermögen, die sogenannte relative Teildispersion, im blauen Teil des Spektrums wird durch den Ausdruck
The partial dispersibility, the so-called relative partial dispersion, in the blue part of the spectrum is shown by the expression

wiedergegeben.reproduced.

Die "Normalgerade" gehorcht definitionsgemäß im blauen Bereich des Spek­ trums der Gleichung
The "normal line" by definition obeys in the blue area of the spectrum of the equation

Pg,F = 0,6438 - 0,001682 . νd.P g, F = 0.6438 - 0.001682. ν d .

Gläser, deren Teildispersion auf dieser Gerade liegt, werden als "Normalgläser" bezeichnet.Glasses whose partial dispersion lies on this straight line are called "Normal glasses" called.

Bei Gläsern, die ein von den "Normalgläsern" abweichendes Verhalten der Dispersion besitzen, wird die Ordinaldifferenz Δ Pg,F, um die der betreffende Pg,F - νd-Punkt gegen die "Normalgerade" verschoben ist, angegeben:In the case of glasses which have a behavior of the dispersion which deviates from the "normal glasses", the ordinal difference Δ P g, F by which the relevant P g, F - ν d point is shifted from the "normal line" is given:

Eine Grobeinteilung dieser Gläser mit anomaler Teildispersion in zwei Grup­ pen ist üblich, je nachdem ob Pg,F "oberhalb"(positive Teildispersion: Δ Pg,F = pos.) oder "unterhalb" (negative Teildispersion: Δ Pg,F = neg.) der "Normalgeraden" liegt.A rough classification of these glasses with anomalous partial dispersion into two groups is common, depending on whether P g, F "above" (positive partial dispersion: Δ P g, F = pos.) Or "below" (negative partial dispersion: Δ P g, F = neg.) of the "normal straight line".

Gläser mit anomalen Teildispersionen sind von Bedeutung zur Behebung von Restfarbfehlern, dem sogenannten sekundären Spektrum.Glasses with abnormal partial dispersions are important for the correction of Residual color defects, the so-called secondary spectrum.

Beispiele:Examples:

Es wurden fünf Beispiele erfindungsgemäßer Gläser aus üblichen Rohstoffen erschmolzen.There were five examples of glasses according to the invention made from conventional raw materials melted.

In Tabelle 2 sind die jeweilige Zusammensetzung (in Gew.-% auf Oxidbasis), der Brechwert nd, die Abbezahl νd, die Teildispersion im blauen Bereich des Spektrums Pg,F und die Anomalie dieser Teildispersion Δ Pg,F, die Dichte ρ [g/cm3], der thermische Ausdehnungskoeffizient α20/300[10-6/K] und die Trans­ formationstemperatur Tg[°C] der Gläser aufgeführt.Table 2 shows the respective composition (in% by weight on an oxide basis), the refractive index n d , the Abbe number ν d , the partial dispersion in the blue region of the spectrum P g, F and the anomaly of this partial dispersion Δ P g, F , the Density ρ [g / cm 3 ], the thermal expansion coefficient α 20/300 [10 -6 / K] and the transformation temperature T g [° C] of the glasses are listed.

Die erfindungsgemäßen Gläser wurden folgendermaßen hergestellt: die Roh­ stoffe für die Oxide, bevorzugt Carbonate und Nitrate, wurden abgewogen. Das bzw. die Läutermittel wurden zugegeben, und anschließend wurde gut gemischt. Das Glasgemenge wurde bei ca. 1380-1400°C in einem kontinu­ ierlichen Schmelzaggregat eingeschmolzen, danach geläutert und gut homo­ genisiert. Die Gußtemperatur betrug 1270-1290°C.The glasses according to the invention were produced as follows: the raw substances for the oxides, preferably carbonates and nitrates, were weighed out. The refining agent (s) was added and then it was good mixed. The glass batch was continuously at approx. 1380-1400 ° C Melted animal melting unit, then refined and good homo embarrassed. The casting temperature was 1270-1290 ° C.

Tabelle 1 zeigt ein Schmelzbeispiel.Table 1 shows a melting example.

Tabelle 1 Table 1

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

Die Eigenschaften des so erhaltenen Glases sind in Tabelle 2, Beispiel 1 an­ gegeben. The properties of the glass thus obtained are shown in Table 2, Example 1 given.  

Tabelle 2 Table 2

Glaszusammensetzungen (in Gew.-% auf Oxidbasis) und wesentliche Eigen­ schaften: Glass compositions (in% by weight on an oxide basis) and essential properties:

Für das Glas Nr. 5 wurden weitere Eigenschaften bestimmt: Seine Säureresistenz gemäß ISO 8424 (SR) beträgt 1.0; seine Alkaliresistenz gemäß ISO draft 10629 (AR) beträgt 2.0, und sein spektraler Reintransmissi­ onsgrad bei der Wellenlänge λ = 400 nm und einer Probendicke d = 25 mm τi 400 nm/25 mm beträgt 0,955.Further properties were determined for glass No. 5: its acid resistance according to ISO 8424 (SR) is 1.0; its alkali resistance according to ISO draft 10629 (AR) is 2.0, and its spectral degree of transmission at wavelength λ = 400 nm and a sample thickness d = 25 mm τ i 400 nm / 25 mm is 0.955.

Der erfindungsgemäße Glaszusammensetzungsbereich bietet eine weitere Gruppe optischer Gläser der Glasarten BaLF, BaK, KF, K und BK mit den ge­ nannten optischen Daten an, die bleifrei und in bevorzugter Ausführung auch As2O3-frei sind. Die Bleifreiheit der Gläser ist nicht nur aufgrund des ange­ sprochenen Umweltschutzgedankens vorteilhaft, sondern wirkt sich auch po­ sitiv auf ihre Dichte und ihre Transformationstemperatur aus. The glass composition area according to the invention offers a further group of optical glasses of the glass types BaLF, BaK, KF, K and BK with the optical data mentioned, which are lead-free and, in a preferred embodiment, also As 2 O 3 -free. The lead-free nature of the glasses is not only advantageous due to the environmental protection concept mentioned, but also has a positive effect on their density and their transformation temperature.

Die Gläser weisen folgende Vorzüge auf: Sie besitzen eine hohe chemische Beständigkeit, speziell eine Säureresistenz von SR = 2.3 oder besser und ei­ ne Alkaliresistenz von AR = 3.3 oder besser. Die hohe chemische Beständig­ keit der Gläser ist für ihre weitere Bearbeitung wie Schleifen und Polieren we­ sentlich. Die Gläser besitzen eine hohe Kristallisationsstabilität. Dadurch wird die Herstellung der Gläser in größeren Schmelzaggregaten, z. B. in einer opti­ schen Wanne, ermöglicht. Ein Maß für eine für eine solche Herstellung aus­ reichende Kristallisationsstabilität ist die Viskosität bei der Oberen Entgla­ sungsgrenze: Sie soll für eine kontinuierliche Produktion ≧ 1000 dPas betra­ gen. Dies ist bei den erfindungsgemäßen Gläsern erfüllt. Die Gläser sind leicht zu schmelzen und gut zu verarbeiten. Mit wenigstens 550°C weisen sie relativ hohe Transformationstemperaturen Tg auf. Ihre Dichte ρ ist mit höch­ stens 2,9 g/cm3 recht niedrig. Die Transmission der Gläser in sichtbaren Be­ reich des Spektrums ist hoch. Die Gläser zeigen eine negative Teildispersion im blauen Bereich des Spektrums.The glasses have the following advantages: They have a high chemical resistance, especially an acid resistance of SR = 2.3 or better and an alkali resistance of AR = 3.3 or better. The high chemical resistance of the glasses is essential for further processing such as grinding and polishing. The glasses have high crystallization stability. As a result, the manufacture of glasses in larger melting units, eg. B. in an opti's tub. A measure of a crystallization stability that is sufficient for such a production is the viscosity at the upper devitrification limit: it should be ≧ 1000 dPas for continuous production. This is achieved with the glasses according to the invention. The glasses are easy to melt and easy to process. With at least 550 ° C, they have relatively high transformation temperatures Tg. Their density ρ is very low at a maximum of 2.9 g / cm 3 . The transmission of the glasses in the visible range of the spectrum is high. The glasses show a negative partial dispersion in the blue region of the spectrum.

Claims (7)

1. Bleifreie optische Gläser mit einem Brechwert nd zwischen 1,50 und 1,56 und einer Abbezahl νd zwischen 50 und 64, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung (in Gew.-% auf Oxidbasis)
SiO2 62-75 B2O3 5-9,5 BaO 4,5-21 ZnO 0 - < 14 CaO 0-0,5 mit ZnO + CaO ≧ 0,05 mit BaO + ZnO + CaO ≦ 25 TiO2 1-7 Na2O 2-10 K2O 4,5-8 ZrO2 0-1 Nb2O5 0-1 Ta2O5 0-1 F- 0-0,5
sowie ggf. Läutermittel in den üblichen Mengen.
1. Lead-free optical glasses with a refractive index n d between 1.50 and 1.56 and an Abbe number ν d between 50 and 64, characterized by the following composition (in% by weight on an oxide basis)
SiO 2 62-75 B 2 O 3 5-9.5 BaO 4.5-21 ZnO 0 - <14 CaO 0-0.5 with ZnO + CaO ≧ 0.05 with BaO + ZnO + CaO ≦ 25 TiO 2 1-7 Na 2 O 2-10 K 2 O 4.5-8 ZrO 2 0-1 Nb 2 O 5 0-1 Ta 2 O 5 0-1 F - 0-0.5
and, if necessary, refining agents in the usual amounts.
2. Bleifreie optische Gläser nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung (in Gew.-% auf Oxidbasis)
SiO2 62-75 B2O3 5-9,5 BaO 4,5-21 ZnO 0-2 CaO 0-0,5 mit ZnO + CaO ≧ 0,05 TiO2 1-7 Na2O 3,5-9,5 K2O 4,5-8 ZrO2 0-1 F- 0-0,5
sowie ggf. Läutermittel in den üblichen Mengen.
2. Lead-free optical glasses according to claim 1, characterized by the following composition (in wt .-% on oxide basis)
SiO 2 62-75 B 2 O 3 5-9.5 BaO 4.5-21 ZnO 0-2 CaO 0-0.5 with ZnO + CaO ≧ 0.05 TiO 2 1-7 Na 2 O 3.5-9.5 K 2 O 4.5-8 ZrO 2 0-1 F - 0-0.5
and, if necessary, refining agents in the usual amounts.
3. Bleifreie optische Gläser nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung (in Gew.-% auf Oxidbasis) mit einem Brechwert nd zwischen 1,53 und 1,56 und einer Abbezahl νd zwischen 50 und 55
SiO2 62-65 B2O3 8-9,5 BaO 4,5-7 ZnO 0-2 CaO 0-0,5 mit ZnO + CaO ≧ 0,05 TiO2 4-7 Na2O 6,5-9,5 K2O 6-8 ZrO2 0-1 F- 0-0,5
sowie ggf. Läutermittel in den üblichen Mengen.
3. Lead-free optical glasses according to claim 1 or 2, characterized by the following composition (in wt .-% on an oxide basis) with a refractive index n d between 1.53 and 1.56 and an Abbe number ν d between 50 and 55
SiO 2 62-65 B 2 O 3 8-9.5 BaO 4.5-7 ZnO 0-2 CaO 0-0.5 with ZnO + CaO ≧ 0.05 TiO 2 4-7 Na 2 O 6.5-9.5 K 2 O 6-8 ZrO 2 0-1 F - 0-0.5
and, if necessary, refining agents in the usual amounts.
4. Bleifreie optische Gläser nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gläser 0-0,5 Gew.-% Sb2O3 enthalten.4. Lead-free optical glasses according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the glasses contain 0-0.5 wt .-% Sb 2 O 3 . 5. Bleifreie optische Gläser nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Summe aus F- und Sb2O3 0,05-0,8 Gew.-% beträgt. 5. Lead-free optical glasses according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the sum of F - and Sb 2 O 3 is 0.05-0.8 wt .-%. 6. Bleifreie optische Gläser nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gläser bis auf unvermeidliche Verunreinigungen frei sind von Ar­ senoxid.6. Lead-free optical glasses according to at least one of claims 1 to 5, characterized, that the glasses are free of Ar except for inevitable impurities senoxide. 7. Bleifreie optische Gläser nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6 mit einer Dichte ρ von höchstens 2,9 g/cm3, einer Säureresistenz SR von 2.3 oder besser, einer Alkaliresistenz AR von 3.3 oder besser und einer Transformationstemperatur Tg von wenigstens 550°C.7. Lead-free optical glasses according to at least one of claims 1 to 6 with a density ρ of at most 2.9 g / cm 3 , an acid resistance SR of 2.3 or better, an alkali resistance AR of 3.3 or better and a transformation temperature Tg of at least 550 ° C.
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