DE2523634C2 - Einsatzglas in Multifokalgläsern aus photochromem Glas - Google Patents

Einsatzglas in Multifokalgläsern aus photochromem Glas

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DE2523634C2
DE2523634C2 DE2523634A DE2523634A DE2523634C2 DE 2523634 C2 DE2523634 C2 DE 2523634C2 DE 2523634 A DE2523634 A DE 2523634A DE 2523634 A DE2523634 A DE 2523634A DE 2523634 C2 DE2523634 C2 DE 2523634C2
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Description

Die Erfindung betrifft ein ophthalmisches Glas mit niedriger Wärmedehnung, hohem Brechungsindex und großer chemischer Beständigkeit als Einsatz in Multifokalgläsern aus photochromem Glas.
In Multifokalgläsern besteht die Hauptlinse meist aus einem Kronglas mit einem Brechungsindex von 1,523, während der Einsatz eine stärkere Brechung hat, je nach der erforderlichen Korrektur etwa 1,5 i bis 1,71.
Seit der grundlegenden Offenbarung in der US-PS 32 08 860 werden für ophthalmische Zwecke auch photochrome Gläser verwendet, die unter dem Einfluß aktinischer Strahlung (meist UV-Licht) umkehrbar dunkeln, bisher aber nur als Einfachlinsen mit der Brechung 1,523 bekannt sind.
Es besteht ein Bedürfnis nach Einsatzglas stärkerer Brechung für diese photochromen Linsen. Benötigt wird hierzu ein Glas mit einer Erweichungstemperatur von 630 bis 675° C, einer Entspannungstemperatur von 450 bis 500° C und einer Wärmedehnung von 45 bis 60 χ ΙΟ"7/" C bei 25 bis 300° C, das einwandfrei an die photochrome Hauptlinse angeschmolzen werden kann, ohne an der Abdichtung übergroße Spannungen zu entwickeln, dabei aber gleichzeitig alle erforderlichen physikalischen Merkmale eines ophthalmischen Glases aufweist.
3d Die für gewöhnliche Multifokalgläser üblichen Blei- oder Barium-Flintgläser (siehe die US-PS 25 28 634 und 25 23 264, 25 23 265, 25 23 266) sind als Einsatzglas in photochromen Linsen infolge zu hoher Erweichungstemperatur und Wärmedehnung ungeeignet.
Die US-PS 38 01 336 beschreibt ein optisches, bleihaltiges Borsilikatglas, das zum Verschmelzen mit photochromem Glas zwecks Herstellung einer Multifokallinse geeignet sein soll. Dieses Glas umfaßt als breitest bean-
.>- spruchten Bereich Gläser der folgenden Zusammensetzung:
SiO2 20 bis 32 Gew.-%
B2O, 17,9 bis 29,9 Gew.-%
AI2O, 9,6 Gew.-%
ZnO 4,8 Gew.-%
BaO 2,2 Gew.-%
As2O1 0.3 Gew.-%
PbO 31,5 Gew.-"o
Sb2O1 1,7 Gew.-°o
TiOj 0 bis 3 Ge w. -°o
La2O1 0 bis 5 Gew.-%
Alle Ausführungsbeispiele enthalten 4,8 Gew.-\, ZnO.
Wie sich herausstellte, leidet ein solches Einsatzglas an geringer chemischer Beständigkeit, die In Form starken Gewichtsverlustes bei chemisch-atmosphärischem Angriff und starker Irideszenz zu Tage tritt, eine für ophthalmische Linsen sehr unerwünschte Erscheinung.
Es wurde überraschend gefunden, daß diese nachteiligen Eigenschaften Infolge der hohen B2O1 und AhOi. besoiiders aber auch als Folge des Zinkoxidgehalts auftreten.
Die Erfindung hat ein als Einsatzstück in Multifokalllnsen pholochromer Art geeignetes Glas zur Aufgabe, welches neben den für diesen Zweck erforderlichen Eigenschaften und guter Anschmelzbarkelt sich besonders durch gute chemische Beständigkell auszeichnet.
Diese Aufgabe wird durch ein Einsatzglas für Multlfokallinsen aus photochromem Glas Im System SiOj-PbO-BjO1-AIjO1 gelöst, welches. In Gew.-% und auf Oxidbasis
3 bis 7% B-Oi
3 bis 8% AIjO, 30 bis 60% PbO und 30 bis 55% SiO;
enthält.
Wahlwelse kann es noch O bis 6% La2O,. O bis 10% BaO, O bis 3% Ll;0 und/oder Na1O, O bis 3% TiO; enthüllen, wenn die Summe dieser Bestandteile nicht mehr als 10% der Gcsamtzusammenset/ung ausmacht.
Das Glas hat eine lirwciehungstcnipcratur im Bereich von 630 bis 675'C. eine Entspunnungslcmpcraiur Min
450 bis 500° C und einen Wärmeausdehnungskoeffizient bei 25 bis 300° C von 45 bis 60 χ 10"7/° C.
Diese Gläser sind zwar selbst nicht photochrom, aber als Einsatz In Multifokalgläsern im Vergleich zur Hauptlinse so klein, daß das Augenglas als Ganzes photochrom wirkt.
Nach Wahl kann das Glas zur Modifizierung einzelner Eigenschaften weitere Bestandteile enthalten. Durch geringe Zusätze von La2O3 kann die Viskositätskurve steiler gestaltet und die Säurebeständigkeit ohne Senkung oder sogar bei einer Steigerung des Brechungsindex erhöht werden. Diese Zusätze gestatten eine Frhöhung des BjO i-Gehaltes, so daß ein weicheres, besser anschmelzbares Glas bei genügend hoher Entspannungstemperatur und niedriger Wärmedehnung erhalten wird. Der Gesamtanteil an La2O3 wird meist unter 6% gehalten. PbO kann durch bis zu 10% BaO ersetzt werden, wodurch der Brechungsindex hoch bleibt, während die Dispersion verbessert wird. Da BaO das Glas härter macht, ist ein Übermaß zu vermeiden, da das Einsatzsegment ja an die Hauptlinse angeschmolzen werden muß. Zur Optimierung der Anschmelzung können bis zu insgesamt 3% Na2O und/oder Li2O nützlich sein. Eine gewisse Vorsicht ist aber angezeigt, weil sie die Wärmedehnung erhöhen. TiO2 beeinflußt ähnlich wie La2O3 die Glasviskosität und die Beständigkeit. Mehr als ca. 3% TiO2 hemmt aber stark die UV-Durchlässigkeit des Segments, und verschlechtert damit die photochrome Wirkung der Hauptlinse.
Die Zusätze betragen daher:
bis zu 6% La2O3, bis zu 10% BaO, bis zu 3% Li2O und/oder Na2O, und bis zu 3% TiO2. In keinem Fall soll die Gesamtmenge dieser Zusätze etwa 10% übersteigen.
Der Gehalt an B2O3 und Al2O3 ist sorgfältig aufeinander abzustimmen. Wenigstens 3% Al2O3 werden für einen unter 1100° C liegenden Liquidus benötigt. Der gleichzeitig härtende Einfluß dieses Zusatzes wird mit höherem Anteil -·>η B2O3 ausgeglichen. 2«
Die folgende Tabelle 1 enthält Beispiele brauchbarer Gläser, in Gew.-% und auf Oxidbasis. Die Ansätze enthalten die Oxide oder diese beim Erschmelzen ergebende Stoffe. Die Ansatzbestandteile wurden sorgfältig gemischt, in Platintiegel geschüttet, und mit diesen im Ofen bei 1400 bis 15000C 4 Std. erschmolzen. Die Schmelzen wurden zur Beseitigung von Schlieren, Streifen usw. 1 Std. lang gerührt, dann in Stahlformen zu 15 χ 15 χ 1,25 cm großen Platten gegossen, und sofort bei 550° C angelassen.
Die Tabelle verzeichnet die Viskositäts-Temperaturmessungen der Erweichungstemperatur, der Kühltemperatur, der Entspannungstemperatur, den Wärmeausdehnungskoeffizienten im Bereich von 25 bis 3öO° C, die Dichte in g/cm', den Brechungsindex nn, die Liquidustemperatur, die bei I Megahertz und Zimmertemperatur gemessenen Leistungsfaktoren und Dielektrizitätskonstanten, sowie den Temperaturkoeffizienten im Bereich von Zimmertemperatur bis 100° C und schließlich die chemische Beständigkeit, ausgedrückt als Gewichtsverlust J< > in mg/cm2, und ?.ls eventuelle Veränderung des Aussehens.
Die chemische Beständigkeit wurde nach dem in der ophthalmischen Industrie üblichen sogenannten AC-Test bemessen. Hiernach v,ird ein; Glasprobe, meist nach Politur auf ihre Oberfläche gemessen, gewogen, IO Minuten lang in eine 25° w£:me wässerige Lösung von 10 Gew.-% HCl getaucht, gewaschen, getrocknet und erneut gewogen. Der Gewlchtsunten .hled wird in mg/cm2 Glasoberfläche ausgedrückt. Verändertes Aussehen. z. B. Trübung, Irideszenz usf. wird vermerkt. Ein Gewichtsverlust bis zu 0,03 mg/cnr ohne erkennbare Oberllächenfehler gilt als vertretbar.
Als Läuterungsmittel wurden Arsen- und/oder Antimonoxid verwendet; andere übliche Läuterungsmittel sind ebenfalls verwendbar.
1 39,8 37,6 3 34,5 4 46,7 5 44,3 6 45,6 7 34,6 8 36,3 9 36,3 IO O*l
SiO2 3,8 5,3 4,0 4,3 6,1 6,1 5,0 4,4 4,4 36,3 NJ
B2O3 3,9 3,9 8,0 4,4 4,4 3,2 6,9 5,8 5,8 4,4 OJ
Al2C, 52,4 53.2 53,0 43,2 43,7 43,6 53,0 53,0 50,0 5,8 OJ
PbO - - - 1,5 1,5 1,5 - - - 47,0
Na2O - - 0,2 - - - 0,2 0,2 O^ -
Li2O - - - - - - - - 3,0 0,2
La2O., 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 6,0
Läuterungsmittel 674 646 664 683 655 648 640 646 663 0,3
Erweichungstemperatur 495 475 495 495 487 482 430 480 501 682
Kühltemperatur 451 441 458 458 453 447 447 442 466 521
Entspannungstemperatur 46,7 53,2 51,4 - - - 52,3 52,4 51,3 486
Dehnung - - 3,943 - - - 3,947 3,934 3,909 50,8
Dichte ',65 1,66 1,6602 1,61 1,61 1,61 1,662 1,657 1,657 3,886
Brechungsindex nu 1090 1035 750 1050 985 1060 - 872 945 1,658
Liquidus COl 0,01 0,1 0,01 0,01 ',1 0,1 0,2 0,001 995
Gewichtsverlust N.C. N.C. N.C. N.C. N.C. N.C. N.C. N.C. N.C. 0,002
Aussehen ') - - - - - - - - - N.C.
Leistungsfaktor - - - - - - - - - -
Dielektrizitätskonstante - - - - - - - - - -
Temperaturkoeffizient -
1I N.C. = keine Änderung
Tabelle I (I'ortsiM/ung)
12 13 N 15 lh 17 18
SiO2 47,4 36,8 48,88 37,62 38,5 46,9 49,2 38.5
BjO., 6,6 4,85 6,3 5,85 3,0 6,1 6,4 4.6
AI2O., 6,3 5,85 4,1 2,95 4.8 6,3 6,3 5,9
PbO 34,6 49,0 38,6 53,05 53,0 32,6 32,0 46.5
Na2O 0,6 - 0,61 0,03 0,7 0,61 0,6
Li2O 1,2 0,2 1,21 0,2 - 1,21 1,2 0,2
La2O., 3,0 3,0 - 2,0 2.0
TiO3 _--__. 2,0 2,0
Lüuterimgsmiucl 0,3 0,3 0,3 0,3 - 0,3 0,3 0.3
Erweichungstemperatur 660 663 672 675 662 665 672 675
Kühltemperatur 488 498 490 500 485 496 495 508
Entspannungstemperatur 454 463 455 461 451 465 461 472
Dehnung 48,0 51,5 48 52 53,7 51,3 46,3 48,6
Dichte 3,29 3,91 3,27 3,89 - 3,287 3,150 3,742
Brechungsindex nD 1,5882 1,653 1,588 1,6524 1,653 1,5897 1.590 1,654
Liquidus 1017 971 - - 907 958 1024 969
Gewichtsverlust 0,001 <0,01 <0,01 <0,01 0,01 <0,01 <0,0l 0.01
Aussehend NC NC. N.C. N.C. N.C. N.C. NC. N.C.
Leistungsfaktor 0,25% 0,17l'ii - - -
Dielektrizitätskonstante 6,75 8,3 - - - - - -
Temperaturkoeffizient -1000 -1000 - - ') N.C. => keine Änderung
Zum Vergleich enthalt die Tabelle Il Beispiele mit Zusammensetzungen dicht am Erfindungsbereich, abci außerhalb desselben. Hin Vergleich der Eigenschaften und Meßwerte zeigt deutlich die kritische Bedeutung der offenbarten Merkmale und Bcreii:hsgren/.en; selbst geringe Abweichungen führen hler zu wesentlichen Änderungen.
Tabelle II 20 41,0 21 22 23
3,8 32,6 34.3 25.U
SiO2 2,8 5,0 0,4 16,6
B2O., 52,4 6,9 4,4 15.2
AI2O-, - 53,0 60.9 43.3
PbO - 0,2 - -
Li2O OJ 2,0 - -
ZnO 671 0,3 0.3 -
Läuterungsmittel 495 630 679 650
Erweichungstemperatur 458 478 518 510
Kühltemperatur 45.5 444 483 478
Entspannungstemperatur - 60,3 57,4 47.9
Dehnung 1,64 4,039 4.392 -
Dichte 1270 1,67 1,706 1.635
Brechungsindex m-, 0.01 - - -
Liquidus N.C. 0,03 0,02 0,29
Gewichtsverlust Irid. N.C. Irid.
\ussehen ')
1I N.C. = keine Änderung
Die Gläser der Beispiele 1 bis 18 besitzen die für ophthalmlsche Zwecke erforderlichen Eigenschalten und hohe Leistungsfaktoren und Temperaturkoeffizienten. Günstige typische Brechungswerte als Einsätze in Multifocallinsen haben z. B. die Beispiele 11 mit nD = 1,5882, 12 mit nD = 1,653 und 16 mit ii„ = 1.700. Auch nach ruffnbiifkcii, Schniclzbarkeit, physikalischen Eigenschaften, chemischer Beständigkeit sind sie besonders günstig.

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Einsalzglas in Multifokalgläsern aus photochromem Glas im System SiO2-PbO-B2Oj-AI2Oj, dadurch gekennzeichnet, daß es in Gew.-S. auf Oxidbasis
3 bis 1% B1Oi
3 bis 85b Al2O3 30 bis 60% PbO 30 bis 559b SlO2 i» enthält.
2. Glas gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin 0 bis 6% La2O1, O bis 10"o BaO, O bis 3°,, Li2O und/oder Na2O, O bis 3% TiO2 enthält, wobei die Summe dieser Bestandteile nicht mehr als 10".. der Gesamtzusammensetzung ausmacht.
DE2523634A 1974-06-03 1975-05-28 Einsatzglas in Multifokalgläsern aus photochromem Glas Expired DE2523634C2 (de)

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