DE2828791C2 - Glas im System SiO↓2↓-TiO↓2↓-ZrO↓2↓-CaO-BaO-Nb↓2↓O↓5↓-Alkalioxid (-Al↓2↓O↓3↓-MgO-SrO) mit einem hohen Brechungsindex und einer geringen Dichte - Google Patents

Glas im System SiO↓2↓-TiO↓2↓-ZrO↓2↓-CaO-BaO-Nb↓2↓O↓5↓-Alkalioxid (-Al↓2↓O↓3↓-MgO-SrO) mit einem hohen Brechungsindex und einer geringen Dichte

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Description

Bereich
SiO2 40-46
Al2O3 O- 3
mit SiO2+Al2O3 40-46
TiO2 13-17
ZrO2 4-11
MgO O- 2
CaO 3- 7
BaO 8-16
SrO O- 4
mit CaO+ MgO 4- 8
mit CaO+ BaO+ SrO 15-25
Nb2O5 2-10
Li2O O- 3
Na2O 2- 7
K2O 3- 8
mit Li2O+ Na2O+ K2O 5-12
Die Erfindung betrifft Gläser im System SiO2-TiO2-ZrO2-CaO-BaO-Nb2O5-Alkalioxid (-Al2O3-MgO-SrO) mit einem Brechungsindex rid von 1,675 bis 1,720, einer Dichte von 3,1 bis 3,4, einer Abbeschen Zahl Vd von 33 bis 36,5 und einer guten chemischen Beständigkeit, die durch den Gewichtsverlust in einem Säurebad ermittelt wird, der geringer ist als 0,010 mg/cm2, wie er beim AO-Test gemessen wird.
Gläser mit erhöhtem Brechungsindex, geringer Dichte und einer erhöhten Abbeschen Zahl sind z. B. aus der französischen Patentschrift 23 13 328 und der deutschen Patentanmeldung 26 55 857 bekannt. Keine dieser Patentschriften beschäftigt sich indessen mit dem besonderen Problem, daß bei der Fabrikation im industriellen Maßstab kontinuierlichen öfen und beim Formen des aus dem Ofen kommenden Glases in Maschinen auftritt.
Aus der DE-OS 26 23 683 sind zwei unterschiedliche Zusammensetzungsbereiche für Gläser beschrieben, die für ophthalmische Linsen geeignet sind. Diese weisen Brechungsindizes von wenigstens 1,69, Abbe-Zahlen von wenigstens 39 und spezifische Gewichte auf, die nicht größer als 3,2 betragen. In dieser Druckschrift werden die Grenzbereiche der zusammensetzungen dargelegt, wobei außerdem die Gründe aufgezeigt worden sind, warum diese Grenzbereiche nicht überschritten werden dürfen.
Aus dem Buch »Die Rohstoffe zur Glaserzeugung« 1958, S. 198 und 199, ist der Einfluß von BaO auf CaO enthaltende Gläser dargelegt, und zwar soll das Glas schneller schmelzen. Dem steht jedoch gegenüber, daß in der Offenlegungsschrift 26 23 683 ausgeführt ist, daß BaO 8% im Glas nicht übersteigen darf, da hierdurch das spezifische Gewicht erhöht wird. Des weiteren soll der CaO- und MgO-Gehalt nicht unter 10% reduziert werden, da sonst Entglasungsprobleme auftreten.
Damit ein Glas im industriellen Maßstab in einem kontinuierlichen Ofen hergestellt und am Ausgang des Ofens von Glasformmaschinen verarbeitet werden kann (z. B. in Vorpressen) ist es erforderlich, daß es nicht entglast, denn durch eine Entglasung würde es unbrauchbar für jede Verwendung bei Augengläsern und daß es eine geeignete Viskosität für das Formen aufweist. Im allgemeinen schätzt man, daß die Viskosität des Glases wenigstens 220 Poise, vorzugsweise wenigstens 250 Poise betragen soll, denn ein zu flüssiges Glas eignet sich nicht für das Formen in Maschinen. Um diese Forderung zu erfüllen, ist es wünschenswert, daß die Gläser bei ihrer Liquidustemperatur (Temperatur, bei der das sich abkühlende Glas zu kristallisieren beginnt) eine Viskosität von wenigstens 220 Poise aufweisen, vorzugsweise wenigstens 250 Poise, damit diese ohne das Risiko der Entglasung bei einer etwas höheren Temperatur als der Liquidustemperatur geformt werden können.
Die Anmelderin hat einen engen Bereich der Zusammensetzung der Gläser herausgefunden, die einen erhöhten Brechungsindex ηΛ eine geringe Dichte, eine erhöhte Abbesche Zahl va und eine gute chemische Beständigkeit aufweisen und sich gut für eine kontinuierliche industrielle Fabrikation und für die Maschinenformung eignen.
Die Erfindung betrifft insbesondere Gläser mit einem Brechungsindex na von 1,675 bis 1,720, einer Dichte von 3,1 bis 3,4, einer Abbeschen Zahl v<i von 33 bis 36,5 und einer guten chemischen Beständigkeit, die durch den Gewichtsverlust in einem Säurebad ermittelt wird, der geringer als 0,010 mg/cm2 ist, wie er beim AO-Test bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas bei seiner Liquidustemperatur eine Viskosität von wenigstens 220 Poise aufweist und daß seine Zusammensetzung in Gew.-°/o folgende ist:
Bereich 28 28 791
40-46
SiOr 0- 3
AI2O3 40-46
mit SiO2+Al2O3 13-17
TiO2 4-11
ZrO2 0- 2
MgO 3- 7
CaO 8-16
BaO 0- 4
SrO 4- 8
mit CaO+ MgO 15-25
mit CaO+ BaO+SrO 2-10
Nb2O5 0- 3
Li2O 2- 7
Na2O 3- 8
K2O 5-12
mit Li2O + Na2O + K2O
Besonders vorteilhaft sind Gläser, die bei ihrer Liquidustemperatur eine Viskosität von wenigstens 250 Poise aufweisen.
Der Test AO oder der Test von »American Optical« besteht darin, den Gewichtsverlust einer bestimmten Glasprobe zu messen, die vollständig in eine 10%ige HCl-Lösung bei 25° C über einen Zeitraum von 10 Minuten eingetaucht ist Dieser Test ist im einzelnen in der Zeitschrift »Applied Optics«, Mai 1968, vol. 7, No. 5, Seite 847 beschrieben.
Der vorstehend angegebene enge Zusammensetzungsbereich ist besonders interessant, denn dieser liegt in einem Bereich, wo der Gehalt an Nioboxid gering ist, was gestattet, die Gläser zu einem angemessenen Preis herzustellen.
Die Zugabe von zusätzlichen üblichen Zusätzen wie Entfärbungs- und Veredelungsmittel (As2O3, Sb2O3, Nitraten, Chloriden, Bromiden, Jodiden, Fluoriden) ist möglich, sofern es gefordert wird, in gewöhnlichen Mengen (im allgemeinen unterhalb 2 Gew.-% vom Gesamten). Des weiteren kann etwas B2O3 zugegeben werden (einige Gew.-%).
In der nachstehenden Tabelle sind einige besondere Zusammensetzungen von Gläsern gemäß der Erfindung aufgeführt, in der alle Verhältnisse in Gew.-% angegeben sind und aus der auch die Eigenschaften der erhaltenen Gläser hervorgehen.
Tabelle
Bestandteile Beispiele 42,6 2 45,5 3 44 4 41,8 5 43,8
1 1,3
SiO2 15,2 16 15 15,9 13,5
Al2O3 8,5 4 5,2 6,2 6,2
TiO2 0,5
ZrO2 5 5 5 6,0 6,3
MgO 14,2 12,4 12 8,8 12,0
CaO 0,5 2,0 2,5 4,0
BaO 5,5 6,0 6 9 9,4
SrO 0,5
Nb2O5 3,5 2,0 2,0 4,7 4,7
Li2O 5 7,1 7,0 3,6 3,1
Na2O 1,7 1,678 1,68 1,71 1,697
K2O 34,3 35,2 35,1 33,2 34,5
Brechungsindex π<* 3,2 3,1 3,1 3,2 3,15
Abbesche Zahl Vd
Dichte [g/cm3] 250 600 550 220 250
Viskosität bei der
Liquidustemp.[P]
Die Gläser gemäß der Erfindung können in der bekannten Art und Weise zubereitet werden. Zum Beispiel können die Ausgangsmaterialien gemischt werden (Oxide oder andere Bestandteile, die sich bei hoher Temperatur in Oxide umformen, wie Karbonate), in den Verhältnissen entsprechend der gewünschten Zusammensetzung des erhaltenen Glases. Die gemischten Ausgangsmaterialien können in einen kontinuierlichen Ofen gegeben werden. Die Ausgangsmaterialien werden dann bei einer Temperatur in der Größenordnung von 1500° C geschmolzen. Nach dem Schmelzprozeß wird das geschmolzene Glas vorteilhaft während einer bestimmten Zeit umgerührt, um es zu homogenisieren. Anschließend wird das Glas in eine Gießform abgegossen und in einen Wärmeofen gegeben, um es langsam abzukühlen.
10
15 20 25
35 40 45 50 55 60 65

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Glas im System SKVnOrZrOrCaO-BaO-N^Os-Alkalioxid (-Al2O3-MgO-SrO) mit einem Brechungsindex nd von 1,675 bis 1,720, einer Dichte von 3,1 bis 3,4, einer Abbeschen Zahl va von 33 bis 363 und einer guten chemischen Beständigkeit, die durch den Gewichtsverlust in einem Säurebad ermittelt wird, der geringer ist als 0,010 mg/cm2, wie er beim AO-Test gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas bei der Liquidustemperatur eine Viskosität von wenigstens 220 Poise aufweist und daß es folgende Zusammensetzung in Gew.-% hat:
DE2828791A 1977-07-01 1978-06-30 Glas im System SiO&darr;2&darr;-TiO&darr;2&darr;-ZrO&darr;2&darr;-CaO-BaO-Nb&darr;2&darr;O&darr;5&darr;-Alkalioxid (-Al&darr;2&darr;O&darr;3&darr;-MgO-SrO) mit einem hohen Brechungsindex und einer geringen Dichte Expired DE2828791C2 (de)

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