DE3116081A1 - Verfahren zum herstellen polarisierender glaeser - Google Patents

Verfahren zum herstellen polarisierender glaeser

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DE3116081A1
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description

Anmelderin: Corning Glaso Works
Corning, N.Y., USA
Verfahren zum Herstellen polarisierender Gläser
Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zur Herstellung polarisierende r Gläser durch Extrudieren aus einer Glasschmelze.
Bei den bekannten Herstellungsverfahren polarisierender Körper, meist in Form von Tafeln oder Bahnen, v/erden zunächst Licht polarisierende Partikel in einem Suspensionsmittel dispergiert, und sodann dieses unter Belastung zum Fließen gebracht, etwa durch Walzen, Extrudieren oder Ziehen, um soweit erforderlich die Partikel zu.strecken bzw. zu verlängern, und in Flugrichtung auszurichten. Das Suspensionsmittel besteht zumeist aus einem organischen Kunststoff, in welchem organische oder auch anorganische Partikel oder Moleküle dispergiert werden. Allerdings leiden die organischen Kunststoffe unter geringer Härte, Kratzfestigkeit, hoher Feuchtigkeitsempfindlichkeit und niedriger Temperaturfesbigke.it. Das Bestreben ging daher in Richtung
311 608 Ί
besserer Stoffe, besonders für die hohe Kratzfestigkeit und Oberflächenhärte erheischenden Anwendungen auf οphthalmischem Gebiet, wo polarisierende G-läser sehr viel günstiger wären.
Nach den Vorschlägen der US-PS 4,125,405 und 3,653,863 können polarisierende Gläser durch Strecken und polarisierende photochrome Gläser durch photolytische Silberreduktion hergestellt werden. Bei dem letztgenannten Verfahren wird ein AgCl, AgBr oder AgI als photοchromes Mittel enthaltendes Glas im gedunkelten Zustand einer intensiven Lichtquelle linear polarisierten, sichtbaren Lichts, z.B. einem Laser, ausgesetzt. Diese Behandlung ist aber langsam und aufwendig. Auch eignet sie sich naturgemäß nicht zur Herstellung polarisierender, nichtphotochromer Gläser.
Auch die Streckbehandlung der US-PS 3,.653,863 beschränkt sich auf photochrome Gläser, welche bei einer zwischen der Kühltemperatur und der l"'weichungstemperatur des Glases liegenden Temperatur gestreckt werden, um die Silberhalidpartikel zur ellipsoiden Gestalt mit einem Aspektverhältnis (Länge zu Breite) von meist 2 : 1 - 5 ! 1) zu strecken oder zu verlängern, und gleichzeitig auszurichten. Das so gestreckte Glas wird sodann rasch gekühlt, um die gestreckten Partikel am Zurückschnellen in ihre ursprüngliche Form (Wiedersphäroidisierung) zu 'verhindern. Auch diese Streckbehandlung hat mehrere Nachteile. Sie erfordert ein Strecken oder Zielen des Glases. Glas ist aber gegenüber Zugbelastung sehr schwach. Es können daher keinesfalls Zugbelastungen
über etwa 6.000 psi angewendet werden, und meist ist die angelegte Zugspannung noch sehr viel niedriger. Da die polarisierenden Eigenschaften von der Maximal "bei astung beim Ziehen abhängt, unterbricht ein -verfrühtes Abreißen des Zugstrangs nicht nur den Herstellungsprozeß, sondern vervrsacht darüberhinaus erheblichen Ausschuß. Weitere Schwierigkeiten entstehen durch die für das Ziehen benötigten hohen Temperaturen. Die sehr wärmeempfindlichen photochromen Gläser entwickeln hierbei unerwünschte Trübungen und verschlechterte Wiederaufhellungsgeschwindigkeiten. Schließlich können die für ophthalmisehe Weiterverarbeitungen gleichmäßig dünnen Glastafeln nicht gezogen werden, denn beim Ziehen werden die Strangabmessungen sehr stark verkleinert. Ähnliche Schwierigkeiten treten beim Ziehen nicht-photochromer Gläser zwecks Streckung der Silberpartikel auf.
Durch Extrudieren werden seit langem Gegenstände aus Glas und Keramik hergestellt. Infolge der großen Ilerstellungsgeschwindigkeit und Eegelungsfähigkeit der geometrischen JPorm hat sich die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung polarisierender Gläser durch Extrudieren zur Aufgabe gesetzt.
Pur die an sich bekannte Herstellung von extrudierten Gegenständen aus Glasschmelzen und schmelzflüssigem Glas wird dieses durch eine angelegte Kraft durch die Extrudieröffnung gezwungen. Hierzu dient meist ein Luftdruckstrom, obgleich in der US-PS 3j,467S513 auch die Eraftaufgabe durch mechanische Mittel erörtert wird. Der Glasfluß hängt von der Viskosität des Glases ab.,
-y-c.
die wiederum temperaturbedingt ist. Eine genaue Temperaturregelung in der Extrusionskammer, und ganz besonders im Bereich der Formöffnung ist daher von großer Wichtigkeit. Von einiger Bedeutung ist auch die Temperaturregelung des Glases nach Verlassen der Form.
Für die erforderliche Wärmezufuhr zur Extrusionskammer werden nach US-PS 3,372,445 Heizelektroden, oder Wiederstandselemente gemäß US-PS 3,467,513 vorgesehen. Nach der US-PS 3,038,201 wird zur unterschiedlichen Formerhitzung ein Wärmegefälle erzeugt. Me US-PS 2,423,260 und 3,796,532 lehren die Flüssigkühlung des Glases nach Verlassen der Form.
Ein wesentlicher, beim Strecken der Gläser zu beachtender Umstand ist das Bestreben der Silber- oder Silberhalidpartikel, ihre ursprüngliche Form wieder anzunehmen, um dadurch nach der Verlängerung die Cberflächenenergie möglichst gering zu halten. Auch dieser Umstard ist beim Extrudieren von Glas zur beachten.
Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung polarisisierender, silber- oder silberhalidhaltiger Gläser durch Extrudieren aus einer Glasschmelze.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren der Erfindung dadurch gelöst, daß das. Glas bei erhöhter, zwischen der Kühltemperatur und der Erweichungsteirperatur des Glases liegenden Temperatur und unter einem Druck von wenigstens 3.000 psi extrudiert wird und
dabei die Partikel aus metallischem -Jilber und/oder Silberhalid bis zvna einem Aspektverhältnis von wenigstens 2 : 1 verlängert, sowie in Richtung des Glasflusses ausgerichtet werden, und anschließend das Extrudat Bedingungen ausgesetzt wird, welche eine erneute Sphäroidisierung der Partike" verhindern.
Weitere günstige Ausgestaltungen des Verfahrens der Erfindung ergeben sich aus der weiteren Beschreibung und den Ansprüchen.
Wach dem Verfahren der Erfindung können Gläser extrudiert werden, welche unter entsprechend reduzierenden Bedingungen geschmolzen wurden, sodaß beim Abkühlen der Schmelze zu einem Glaskörper, oder durch anschließende Wärmebehandlung metallische Silberpartikel ausgefällt werden. Ferner können Gläser extrudiert werden, welche infolge eines Gehalts an Silberhalidpartikeln, insbesondere AgCl, AgBr, AgI photochrorn.es Verhalten zeigen. Diese Gläser werden so extrudiert, daß die metallischen Silber- und/oder Silberhalidpartikel verlängert und in Richtung des Glasflusses ausgerichtet werden. Vor des Verlängerung haben die Silber- und Silberhalidpartikel Durchmesser von etwa 80-1.000 S.
Da beim Extrudieren hauptsächlich Druckkräfte auftreten, Glas unter Druckbelastung aber außerordentliche Festigkeit zeigt, kann die Extrusion unter Anwendung erheblicher Kräfte vorgenommen werden. Die Gefahr des Zerbrechens der Ziehverfahren wird damit ausgeschlossen. Durch Anwendung größerer Kräfte werden überdies bessere polarisierende Eigenschaften erzielt.
Ferner läßt sich durch Auslegung der Form die Gestalt und Größe des extrudierten Produkts sehr genau einstellen.
Die Extrusion wird bei derart erhöhter Temperatur vorgenommen, daß das Glas zwischen seiner Kühltemperatur und seiner Erwei-
8 13 chungstemperatur eine Viskosität von etwa 10 - 10 Poise hat.
Ferner wird ein solcher Druck angewendet, daß in der Extrudierkammer die Querschnittsfläche des Glases um einen Faktor von wenigstens 4 und bis zu 80 verringert wird. Unter der Einwirkung derartiger Temperaturen und Druckkräfte werden die Silber- und/oder Silberhalidpartikel verlängert und nehmen eine geometrisch oblate oder prolate Form mit einem Aspektverhältnis von wenigstens 2 : 1 and bis zu 30 : 1 und mehr an.
Die verlängerten Partikel sind an sich bestrebt, ihre ursprüngliche Form wieder anzunehmen (wieder zu sphäroidisieren). Aus diesem Grunde wird das Extrudat rasch gekühlt, um die verlängerte Gestalt der Paetikel "einzufrieren". Dies kann auf verschiede· ne Weise gescheheα. Die Extrusion kann bei der niedrigst möglichen Temperatur (entsprechend sehr hohen Drücken) durchgeführt werden, damit die Sphäroidisierung der verlängerten Partikel beim Verlassen der Form nur sehr langsam vor sich geht. Möglich ist auch, am Extrudat eine leichte Zugkraft anzulegen, und es in Zugspannung zu halten. Das Extrudat kann auch durch eine Kühlflüssigkeit gekühlt werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, da:3 eine Temperaturgefälleform benützt wird, wobei sich das Extr idat am Ende des Extrusionsvorgangs auf einer
Temperatur nahe der Kühltemperatur Tcfindet. Bei dieser Temperatur ist das Glas so starr, daß die Partikel ihre verlängerte Gestalt "behalten. Das die Glasviskofität mit abnehmender Temperatur rasch ansteigt, wird die größte Verlängerung im oberen Teil der Form bei hoher Temperatur bewirkt. Unter optimalen Extrusionsbedingungenwird das Glas während des gesamten Extrusionsvorgangs unter konstanter Belastung gehalten, sodaß bei abnehmender Temperatur eine Entlastung und Wieder-Sphäroidisierung der verlängerten Partikel verhindert wird.
Im Falle der metallische Silberpartikel enthaltenden Gläser entstehen die polarisierenden Eigenschaften beim Verlängern der Silberpartikel durch Spaltung der Absorptionsbanden der beiden Polarisationen. Zum Verhältnis der polarisierenden Eigenschaften und der Verlängerungsstrecke s. S.D. Stookey und H.J. Araujo, Applied Optics, Bd. 7, Ho. 5, 777-9 ("Selective Polarization of Light Due to Absorption by Small Elongated Silver Particles in Glass").
Dagegen ist im Falle der Silberhalidpartikel der Zusammenhang zwischen Partikelverlängerung und Polarisierung nicht genau bekannt. Möglicherweise ist die Beschreibung der Herstellung polarisierender Gläser durch photolytische Reduktion von Silberionen zu metallischem Silber der US-PS 4,125,405 in diesem Zusammenhang von Interesse, indem ähnliche Abläufe vermutet werden können, wenn die nach dem Verfahren der Erfindung behandelten photochromen Gläser aktiniden Strahlen, z.B. UV-Strahlung,
ausgesetzt werden. Jedenfalls sind die Gläser nur im gedunkelten Zustand polarisierend. Elektronenmikroskopische Untersuchungen der verlängerten Sirberhalidpartikel haben auf ihren Oberflächen Stellen aus metallischem Silber gezeigt. Die polarisierenden Eigenschaften hängen daher wohl nicht nur von Größe, Form und Zusammensetzung der Silberhalidpartikel, sondern auch von Größe, Form und Verteilung der im gedunkelten Glaszustand auf der Oberfläche der Silberhalidpartikel niedergeschlagenen photolytischen Silberstellen ab.
Grundsätzlich ist das Verfahren auf alle Glaszusammensetzungen anwendbar, in denen beim Abkühlen der Glasschmelze zum Glaskörper, oder durc'i nachfolgende Wärmebehandlung des Glaskörpers metallische Silbe"partikel ausgefällt werden können. Bevorzugt werden phasentren ibare Alkalimetall-Aluminiumborsilikatgläser, weil sie infolge geringer Grenzflächenenergie leichter verlängerbar sind. Derartige Gläser enthalten beispielsweise im wesentlichen, in Gew.-96, etwa 5 - 12 % Alkalimetalloxid, 20 35 % B2O5, 1 - 15 % Al2O5, Rest SiO2, wobei der Al2O5 Gehalt mehr als 5 % betragen soll, und ein phasentrennender Zusatz wie CdO und/oder ? in Mengen von wenigstens 1 % vorgesehen wird.
Der Silbergehalt soll i.d.R. etwa 2 % nicht übersteigen.
Das Verfahren der Erfindung ist grundsätzlich für alle photochromen Gläser ve -wendbar, soweit sie AgCl, AgBr und/oder AgI-Kristalle als photochrome Zusätze enthalten. Beispiele gibt u.a. die grundlegende ''S-PS 3,208,860 für photochrome Silikatgläser. In der Praxis enthalten die photochromen Gläser durchweg
-Υ-
Silberhalidkristalle als photochromes Mittel, obwohl auch andere photochrome Zusätze bereits vorgeschlagen wurden. Vorwiegend werden Alkalimetall-Alumjniumborsilikatglaser verwendet. Beispiele enthält die US-PS 3,208,860; hiernach enthalten bevorzugte photochrome Gläser in Gew.-% 4 - 26 % AIpO,, 4 -26 % B2O7, 40 - 76 % SiO2, und wenigstens eines der Alkalimetalloxide, 2 - 8 % M2O, 4 - 15 % Wa2O, 6-20 % K3O, 8 - 25 % Rb2O, 10 - 30 % Cs2O. Als photochrome Mittel enthalten sie wenigstens eines der Halogene 0,2 % Chlor, 0,1 % Brom,, 0,08 % Jod, und mindestens 0,2 % Silber, wenn das Halogen Chlor ist, und 0,05 % Silber, wenn das Halogen Brom ist und das Glas weniger als 0,08 % Jod enthält, 0,03 % Silber, wenn mehr als 0,08 % Jod anwesend sind. Die Gesamtmenge der Grundglasbestandteile, Halogene, und Silber soll wenigstens 85 % der Gesamtzusammensetzung ausmachen. Für durchsichtige Gläser soll die Summe der drei Halogene 0,6 % und das Silber 0,7 % nicht überschreiten.
Weitere Beispiele geeigneter photochromer, Silberhalidkristalle enthaltender Gläser enthalten die US-PS 3,548,060 mit 12-45 % Erdalkalimetalloxiden, 2 - 35 % Al3O5, 30 - 86 % B3O.,; die US-PS 3s703,388 mit 15-75 % La3O3, 13 - 65 % B3O3; die US-PS 3,834,912 mit 14,2 - 48 % B3O3 ^ _ ?3 % alkalimetalloxide^ 0; - 23 % ZrO3, Al3O3 und/oder ZnO; die US-PS 3„876,436 mit wenigstens 17 % P3O5, 9 -'34 % Al3O3, nicht mehr als 40 % SiO3 und 19 % B3O7., wenigstens 10 % Alkalimetalloxide; die US-PS 3,957,498, mit 13-21 % Alkalimetalloxiden,
17 - 25 % Al2O5,.45 - 65 ^ SiO2; und die US-PS 4,190,451, deren photo chrome Gläser "besonders rasch dunkeln und wiederaufhellen und dabei weitgehend temperaturunabhängig sind. Sie enthalten 0 - 2,5 % LigO, 0 - 9 % Na2O, 0 - 17 % E2O, 0 - 6 % Cs2O, 8 - 20 % Li20+Na20+K20+Cs20, H - 23 % B2O5, 5 - 25 % Al2O3, 0 - 25 % P2O5, 20 - 65 % SiO2, 0,004 - 0,02 % OuO, 0,15 ■ 0,3 % Ag, 0,1 - 0,25 % Gl, 0,1 - 0,2 % Br, wobei das Molverhältnis Alkalimetalloxide : B2O5 0,55 - 0,85 beträgt, die Zusammensetzung im wesentlichen frei von zweiwertigen Metalloxiden mit Ausnahme von CuO ist, und das Gewiehtsverhältnis Ag : (Cl+Br) etwa 0,65 - 0,95 beträgt.
Besonders günstig sind für die Anwendung des Verfahrens der Erfindung die Alkali-Aluminiumborsilikatgläser der US-PS 3,208,860, und ganz besonders günstig sind wegen ihrer optimalen Kombination ausgezeichneter Polarisierung und guten photochromen Verhaltens die Gläser der US-PS 4,190,451.
Der Glasfluß von einer Beschickung in die Extrusionskammer ist ungleichmäßig, di? Mitte fließt schneller als die reibungsgehemmten, wandnahe 1 Seiten. Die Beschickung fließt nicht nur zur Extrudieröffn ing, sondern auch im rechten Winkel dazu. Durch Änderung de - Form oder auch des Reibungskoeffizienten des Materials (z. 5. Graphit, niedriger Reibung, oder Metall, höherer Reibung) läßt sich das Fließverhalten beeinflussen. Dies ermöglicht es aber auch, Schichtkörper durch gleichzeitiges Extrudieren verschiedener Glaszusammensetzungen herzustellen.
Die fir die Extrusion anzuwendenden Temperaturen hängen von &©r tiaesusaiamensetzung und dem angelegten Druck ab. Im Allgemeinen beträgt der Temperaturbereich 400 - 110O0C, wobei 5QQ ·» 7000C besonders geeignet für Alkall-Aluminiumborsilikat-
und die handeleüblichen photochromen Gläser ist. Da sehr druckfest lot, können praktisch beliebig hohe Drücke
werden, soweit die Festigkeit des die Extrusions-Bildenden Materials sie zuläßt. Um eine erhebliche Ver-
der Silbermetall· und/oder Silberhalidpartikel zu tf worden Drücke von wenigstens 21 N/mm angewendet, 35 - 350 N/mm bevorzugt wurden. 350 N/mm wurden als praktische obere örenze angesehen.
kann eine übliche Wärmebehandlung zur Wieder-Sphäro« idisierung der verlängerten Partikel führen. So nahmen bei halb-Behandlung nahe der Eühltemperatur des Glases im
alle Partikel ihre ursprüngliche ?orm wieder an. umstand ermöglicht die Formung extrudierter Körper mit Glasformungsmethoden bei höheren !Temperaturen. Die erforderliche Erhitzung bis nahe an die Glastrwelchungs« kann zum Verlust der Polarisierung führen· Das 1st
Bedeutung für Augengläser, Sonnenbrillen und Sergleielien, die aus Kostengründen möglichst ohne Schleifen Polieren geformt werden sollen.
©la©3? günstiges Anwendung des ferfahrens der Erfindung m LIasen sxtrudiert werden. Eine linse konkav » konvexer
Gestalt kann in der Weise hergestellt werden, daß das Glas durch, eine Form mit einer gekrümmten Schlitz-Öffnung extrudiert, und das extrudierte Band oder der Streifen nach Austritt aus der Öffnung leicht gebogen wird. Untersuchungen ergaben, daß das Glas in der Bandmitte um etwa 4 % schneller als am Rand fließen muß. lerner muß die eine Bandseite um etwa 2 % schneller als die andere Bandseite fließen. Eine geringe Geschwindigkeitsdifferenz ist vonnöten, weil infolge der Reibung die Bandränder an sich langsamer fließen. Diese Differenz läßt sich durch Regelung der Temperatur in der Formkammer ohne Schwierigkeit einstellen.
In den Zeichnunger., zeigt die Figur 1 sohematisch von oben eine Extrudierform mit einer gekrümmten Schlitzöffnung;
die Figur 2 die Form mit einem angesetzten Block, dessen Kanal sieh an die Schlitzöffnung der Form anschließt, von der Seite betrachtet;
die Figur 3 im Längsschnitt die Form mit angesetztem Block entsprechend der Figur 2;
die Figur 4 einen Teil eines glasförmigen Extrudats, welches mit der Formvorrichtung nach den Figuren 1-3 hergestellt ist. ■
Die Tabelle I zei;;t mehrere, das Verfahren der Erfindung erläuternde Glaszusammensetzungen, auf Oxidbasis in Gew.-%. Da die Summe aller Bestandteile annähernd 100 ergibt können
■y- *·
die Angaben als Gew.-$ "betrachtet ^rerden. In üblicher Weise werden Halogenide berichtet, weil dia Kationenpartner der Halogene unbekannt sind. Silber wird als Ag berichtet, denn die Silberanteile sind gering.
Die Ansätze können aus den Oxiden oder diese beim Schmelzen ergebenden Stoffen bestehen« Die Ansätze \vurden zur Erzielung einer homogenen Schmelze in einer Kugelmühle gemahlen und in Tiegel gegeben. Für Gläser mit metallischen Silberpartikeln (Beispiel 15) wurde Stärke oder Zucker zugesetzt, um reduzierende Bedingungen zu schaffen. Die Tiegel wurden abgedeckt, in einen auf 1300 - 145O0C erhitzten Ofen gesetzt und während 4 Stunden geschmolzen. Aus der Schmelze wurden in Stahlformen β χ β χ 1/2" große Glasplatten gegossen und diese sofort in einen auf 4500C erhitzten Anlaßofen gegeben.
TABELLE I
SiO2 58,6 58,6 58,6 51,8 51,8 55,3 56,46 56,46
B2O3 18,3 18,3 18,3 31,0 31,0 27,1 18,15 18,15
Al2O5 9,51 9,53 9,53 7,8 7,8 8,41 6,19 6,1S
Li2O 1,86 1,86 · .1,86 - - - 1,81 1,81
BTa2O ,. 2,95 2,7 2,7 9,2 9,2 8,8 4,08 4,71
κ2ο 9,77 9,76 9,76 - - - 5,72 5,72
Ag 0,32 0,36 0,36 0,18 0,27 0,18 0,207 0,24C
OuO 0,016 0,012 0,012 - - - 0,006 0,001
Cl 0,30 0,299 0,299 0,52 0,52 0,48 0,166 0,23Ί
Br 0,154 0,145 0,146 1,2 1,2 1,07 0,137 0,13'
CdO - - - 0,18 0,18 0,15 - -
TiO2 - - - - - - 2,07 1,0:
ZrO0 - - — - — 4,99 7,1:
TABELLE I (Fortsetzung)
9 10 11 12 13 14 UL.
SiO2 58,6 50,1 50,2 58,6 57,θ' 57,0 72,0
B2O3 18,3 21,1 2,1 18,3 18,4 18,4 -
Al2O3 9,5 ' 5,2 5,2 9,51 6,95 6,94 2,0
Li2O 1,86 1,56 3,07 1,86 1,81 1,81 -
Fa2O 2,95 1,06 0,47 2,95 1,25 1,25 18,0
κ2ο 9,77 9,7 9,7 9,77 10,41 10,41 -
Ag 0,32 0,278 0,279 0,24 0,24 0,24 0,007
OuO 0,012 0,009 0,009 0,012 0,012 0,012 -
Cl 0,3 . 0,45 0,45 0,3 0,3 0,3 -
Br 0,154 0,176 0,176 0,154 0,06 - -
CaO - on - - - - 8,0
ZrO2 - 10,03 10,04 - 4,98 4,98 -
PbO - - 0,12 - - -
Bi2O3 - - - - - 0,01
SnO2 _ - - - - - 0,2
Zucker - - - - - - 2,0
Die Tabelle II berichtet die zur Entwicklung der photochromen Eigenschaften der Beispiele 1-11 angewendete Zeit und Temperatur. Das Beispiel 15 betrifft ein nicht-photοchromes phasentrennbares Glas, das beim Schmelzen unter stark reduzierenden Bedingungen metal]ische Silberpartikel enthält. Die Beispiele 1-11 wurden unter den angegebenen Bedingungen photochrom entwickelt; sodann wurden von jedem Stück eine 2,54 cm im Durchmesser betragende Scheibe abgeschnitten. Diese Scheiben, und eine entsprechende Scheibe aus Glas nach Beispiel 15 wurden zu 0,25" großen Stäben extrudiert, wobei zur Erzielung eines Reduktions-verhältnisses von 16 eine Temperatur von 60O0C und ein Druck von 25.000 psi angewendet wurden. Die elektronenmikroskopische Untersuchung zeigte eine prolate geometrische Form der Partikel,'und ein durchschnittliches Aspektverhältnis der verlängerten, metallischen Silber- und Silberhalogenidpartikel von 2 ; 1 bis größer als 30 : 1, wobei das bevorzugte, besonders günstige Aspektverhältnis (Länge zu Breite) der metallischen ·
5 über ρ artikel etvra 3:1, und der Silberhalogenidpartikel etwa
6 : 1 bis 9 : 1 i; t.
Von den extrudieren Stäben wurden Probestücke abgeschnitten, beidseitig auf eire Dicke von 1,5 mm geschliffen und poliert, und die Stücke nach Beispiel 1-11 der Strahlung eines der US-PS 4,125,775 gemäßen Sonnensimulators ausgesetzt und dadurch gedunkelt. Die polarisierenden Eigenschaften aller Probestücke wurden mit einem «Jpektralphotometer gemessen, der einen Polarisator und eine drehbare Haltevorrichtung für die Proben enthielt
- 17 ' bad 0RKSNM
Die folgende Tabelle "berichtet die M ißergebnisse unter Angabe der Wellenlänge, des dichroitischen. Verhältnisses, und des Polarisationswirlcungsgrades.
TABEILE IC
Beispiel Photoehromizität
Temp. Zeit
0C		 20 Min. dicheoitisch.es
."Verhältnis
0,55/UBi		 Polarisations
wirkungsgrad
0,55/um in %
1 720 20 Min.
20 »		 1,92 57
2 700
720		 20 Min.
20 ·«		 2,02 40
3 700
720		 0,5 Std. 1,92 56
4 650 0,5 Std. 2,5 58
5 650 0,5 Std. 2,8 51
6 650 1 Std. 2,2 70
7 660 1 Std» 1,97 43
8 660 20 Min.
20 «		 2,04 64
9 700
720		 35 Min. 2,14 67
10 700 30 Min„ 2,0 40
11 700 1 Std. 2,14 54
15 700 6,0 85
Wie die Tabellen I und II belegen hat die Glaszusammensetzung nur geringen Einfluß auf das dichroitische Verhältnis. Dagegen beeinflussen Änderungen der 'Zusammensetzung bei gegebener
- 18 -
Wärmebehandlung die Partikelgröße. Die jeweilige Wärmebehandlung muß für gewünschte Partikelgrößen und Verlängerungen daher empirisch "bestimmt werden, was im Bereich des fachmännischen Könnens liegt. Unterschiedliche "Viskositäten verschiedener Glaszusammensetzungen sind bei der Extrusion ebenfalls zu beachten.
Es wurde weiterhin gefunden, daß polarisierende Partikel einer oblaten statt eine prolaten geometrischen Form höhere dichroitische Ver'iältnlsse (bis zu 5) ermöglichen. Im "Falle prolater Partikelformen liegt das durchschnittliche dichroiti-
b3i
sehe Verhältnis/1,8 - 3. Me Tabelle III erläutert dieses.
T A B E L L E III
Beispiel Photochromizität Zeit dichroitisches Polarisations
Temp. Verhältnis . wirkungsgrad
0,55/um 0,55/um in %
80 Min. 3,i' 49
7 720 45 Min. 4,2 71
12 720 45 Min. 4,1 74
13 720 45 Min. 3,2 64
14 720
Das Verfahren der Erfindung eignet sich auch zum Extrudieren
die von Bändern konka/ - konvexer Form,/zu οphthalmischen Linsen-
vorformen genchn:' fcten werden können und nur noch wenig Schliff
und Politur benötigen, da die Krümmu ig "bereits besteht. Die Figuren 1-4 erläutern diese Au !gestaltung. Die Figur 1 zeigt die Formvorrichturj ; 1 mit einer gekrümmten Schlitzöffnung durch die das geschrao■zene Glas extrudiert wird. \i±e die Figur 3 zeigt, kann die T?ornivOrrichtung 1 auf einem Block 6 angebracht sein. In der da:a geschmolzene Glas 4 enthaltenden Formkammer befindet sich ein Kolben 3, der bei der Abwärtsfahrt das geschmolzene Glas A durch die Schlitzöffnung 2 und den anschließenden Kanal 5 des Γ.Locks 6 aus der Auslaßöffnung 7 herausdrückt. Der Kanal 5 iat ein der Schiitζöffnung ähnliches Querschnittsprofil, vgl. hierzu auch die Figur 2. Es entsteht ein Glanextrudat 4 entsprechend der Figur 4.
Zur Durchführung des Verfahrens werden in die z.B. durch eine Induktionsspule erhitzte Formvorrichtung Glaspartikel gefüllt. Sobald diese geschmolzen sind und dii gehörige Viskosität haben wird der Preßkolben 3 betätigt und geschmolzenes Glas wird durch den Schlitz 2 und den ähnlich geformten, aber einer etwas größeren Durchmesser aufweisenden Kanal 5 extrudiert, wodurch das Extrudat eine leichte Krümmung erhält. Der Block 6 wirkt als Wärmesenke und kühlt das Glas ku?z nach Eintritt in den Kanal 5 zu einem festen Sxtrudat. Der fertige Glaskörper hat dann die in der Figur 4 dargestellte Form mit konkav - konvexer Gestalt über seine Breite und linearer Krümmung.
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BAD

Claims (7)

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung polarisierenden Glases aus Gläsern, welche metallisches Silber enthalten, oder infolge silberhalidhaltiger, AgCl, AgBr, AgI enthaltender, Partikel photochrom sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas bei erhöhter, zwischen der Kühltemperatur und der Erweichungstemperatur des Glases liegender Temperatur und unter einem Druck von wenigstens 3.000 psi extrudiert wird und dabei die Partikel aus metallischem Silber und/ oder Silberhalid bis zu einem Aspektverhältnis von wenigstens 2 ; 1 verlängert, sowie in Richtung des Glasflusses ausgerichtet werden, und anschließend das Extrudat Bedingungen ausgesetzt wird, welche eine erneute Sphäroidisierung der Partikel verhindern.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas bei einer Temperatur von 400 - 11000C extrudiert wird.
3«. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas unter Anlegung eines Druckes von 500 - 500.000 psi extrudiert wird.
4ο Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Glaspartikel zu einer prolaten Gestalt extrudiert v/erden, und das Glas ein dichroitisches Verhältnis von 1,8-3 aufweist»
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Glaspartikel zu einer oblaten Gestalt extrudiert werden, und das Glas ein dichroitisches Verhältnis von 1,8-5 aufweist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die erneute Sphäroidisierung der verlängerten Glaspartikel verhindert wird, indem das Extrudat rasch gekühlt wird, oder indem eine Extrudierform mit einem Temperaturgefälle angewendet wird, 'oder indem das Extrudat beim Abkühlen unter Zugspannung gehalten wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß das geschmolzene Glas durch eine Form mit einer gekrümmton, schlitzförmigen Extrudieröffnung extrudiert und in einen anschließenden Kanal mit einer Biegung und ähnlicher Gestalt wie die der Extrudieröffnung geleitet und zu einem über seine Breite konkav - konvex gestalteten Glasstreifen mit einer linearen Krümmung geformt wird.
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