DE3139212C2 - Verwendung eines Glases mit Brechwerten nd ≥ 1,58, Abbezahlen ≥ 45 und Dichten ≦ 2,75 g/cm↑3↑ als Brillenglas - Google Patents
Verwendung eines Glases mit Brechwerten nd ≥ 1,58, Abbezahlen ≥ 45 und Dichten ≦ 2,75 g/cm↑3↑ als BrillenglasInfo
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Abstract
Das neue optische Glas liegt im optischen Lagebereich nd 1,58 und vd 45 und ist durch eine extrem niedrige Dichte ausgezeichnet. Seine Zusammensetzung liegt im System SiO ↓2 - B ↓2O ↓3 - Alkalioxid - Erdalkalioxid bei Mitverwendung von TiO ↓2 und/oder ZrO ↓2. Es enthält in jedem Falle Li ↓2O, wodurch es sich für die chemische Härtung eignet.
Description
&Mgr; als Brillenglas mit Brechwerten n</>
1,58, Abbezahlen > 45 und einer Dichte <
2,75 g/cm3 mit ausgezeichneter Eignung für die chemische Härtung.
2. Verwendung nach Anspruch 1, wobei das Glas
Li2O 8-13Gew.-%
ZnO 0,5-2,5 Gew.-%
ZnO 0,5-2,5 Gew.-%
enthält
3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Glas zusätzlich
jo SrO 0-9Gew.-%
enthält.
4. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Glas zusätzlich
BaO 0—8Gew.-%
enthält.
5. Verwendung eines Glases nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Glas zusätzlich
PbO 0-6Gew.-%
enthält
6. Verwendung eines Glases nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Glas
MgO >0,5Gew.-%
enthält.
7. Verwendung eines Glases nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei
8. Verwendung eines Glases nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Glas zusätzlich
La2O3 O-8Gew.-o/o
enthält.
Die Erfindung betrifft die Verwendung eines Glases im System SiO2-B2O3-Al2O3-Alkalioxid-Erdalkalioxid als
optisches und ophthalmisches Glas mit Brechwerten nd> 1,58, Abbezahlen >45 und einer Dichte <2,75 g/cm3,
wobei das Glas, bedingt durch einen Li2O-Gehalt von
>6 Gew.-%, eine ausgezeichnete Eignung für die chemische Härtung aufweist
ähnlicher Zusammensetzung weisen eine erheblich höhere Dichte auf. Beispielsweise beschreiben die JP-OS
10 882 und die GB-OS 20 29 401 optische Gläser mit Brechwerten von 1,55 bis 1,60 und Abbewerten
>48 bei einer Dichte < 2,9 g/cm3.
Technik ist der hohe Li2O-Gehalt Die JP-OS 7910 882 beschreibt zwar einen R2O-Anteil (Li2O+Na2O+K2O)
von 5 bis 15 Gew.-%, jedoch beträgt der Li2O-Anteil maximal 1 Gew.-%. Relativ hohe LbO-Anteile sind nach
dieser JP-OS schon deshalb nicht möglich, weil der ZnO-Gehalt relativ hoch ist; das Vorhandensein beider Oxide
in relativ hohen Mengen würde aber unweigerlich zur Trübung führen.
Nach der GB-OS 20 29 401 beträgt der maximale LbO-Gehalt entsprechend den Beispielen 2 Gew.-%. Auch s
hier sind höhere LJ2O-Gehalte ausgeschlossen wegen des gleichzeitigen relativ hohen ZnO-A nteils.
Der hohe ü2O-Gehalt bei den erfindungsgemäßen Gläsern ist umso überraschender, als der Fachmann damit
rechnen muß, daß solche Gläser nicht genügend entglasungsstabil erhalten werden können, um für eine kontinuierliche
Fertigung geeignet zu sein. Bei den erfindungsgemäßen Gläsern hat das Li2O einen bedeutsamen Einfluß &igr; &ogr;
auf folgende Eigenschaften:
1. Hoher Brechwert
2. niedrige Dichte
3. hohe Abbe-Zahl und
4. Eignung für chemische Härtung.
Wie der nachstehende Vergleich eines Beispiels der GB-OS 20 29 401 mit dem Anmeldungsgegenstand zeigt,
ist der Einfluß des Li2O-Gehalts auf die Dichte sehr beachtlich:
Wie dieser Vergleich zeigt, haben die Gläser nach diesem Stande der Technik eine um 10% höhere Dichte bei -to
deutlich geringerer Abbezahl, was für ein Brillenglas von großer Bedeutung ist.
Bei einer Verwendung der erfindungsgemäßen Gläser als Brillengläser wird bei einer solchen Dichte die
Randdicke (bei Minusgläsern) bzw. die Mittendicke (bei Plusgläsern) verringert, was das kosmetische Aussehen
verbessert, und die fertigen Brillengläser werden leichter. Eine weitere Gewichtseinsparung kann durch Verringerung
der Mindestdicke der Gläser erreicht werden, da die gewünschte Festigkeit durch eine Vorspannung
(chemische Härtung) erzielt werden kann. Die chemische Härtung ist bei den erfindungsgemäßen Gläsern in
sehr kurzer Zeit mit genügender Vorspannung und Schichtdicke möglich durch einen Li-/Na-Austausch.
Die Verringerung der Mindeststärke und die geringeren Rand- bzw. Mittendicken bedeuten zugleich einen
großen Fortschritt gegenüber den Kunststoffgläsern, da diese noch den Nachteil der geringen Kratzfestigkeit
und — bei Bruch — entstehen von gefährlichen spießartigen Bruchstücken aufweisen.
Gegenüber bekannten hochbrechenden Brillengläsern mit Brechwerten nc/= 1,70 und einer Dichte von etwa
3,0 g/cm3 (z. B. DE-AS 22 59 183) haben die erfindungsgemäßen Gläser im unteren Dioptriebereich ±5 D den
Vorteil der ausgezeichneten Härtungseignung, was zu einer Verringerung der Minimaldicke führt und sogar eine
deutliche Gewichtsersparnis zur Folge hat, wobei der Nachteil einer hohen Dispersion nicht besteht; eine hohe
Dispersion hat bekanntlich zur Folge, daß der Brillenträger störende Farbsäume sieht
Die erfindungsgemäßen Gläser liegen im SiO2-B2O3-Li2O-CaO-GIaSSyStCm. Es sind Borosilikatgläser, die sich
durch eine gute chemische Beständigkeit auszeichnen. Um die erwähnten Eigenschaften (Eignung für gute
chemische Härtbarkeit, hoher Brechwert bei sehr geringer Dichte) zu erzielen, ist ein Li2O-Anteil von mindestens
6 Gew.-vo enuruei hch.
Der Gesamtanteil an R2O (Li2O+Na2O+ K2O) beträgt 10,5- 13,5 Gew.-%; ein Mindestanteil von 10,5
Gew.-% ist notwendig, um eine gute Schmelzbarkeit der Glasrohstoffe zu gewährleisten. Bei Anteilen
> 13,5 (icw. % wird die Viskusillll der Selimd/e Murk vermindert, die KnslnllisnlioiisiK-iyuun nimmt /11 und die
chemische Resistenz, nimmt ab.
Die Summe der Glasbildner SiO2+ B2O3+ AI2Oj beträgt 66—73 Gew.-%. Bei einem Anteil der Glasbildner
> 73 Gew.-% kann die gewünschte hohe Brechzahl > 1,58 bei gleichzeitig geringer Dichte nicht erreicht werden. b5
Der Mindestanteil an SiO2 beträgt 58 Gew.-%; bei einem geringeren Anteil büßt das Glas an chemischer
Beständigkeit ein. Um die relativ hohe Brechzahl bei geringer Dichte zu erzielen, sind von den leichten Erdalkalioxiden
CaO +MgO 9—17 Gew.-% erforderlich. TiO2 erhöht stark den Brechwert, erniedrigt allerdings sehr
GB-OS ; | 20 29 401 | 57 Gew.-% | Anmeldungsgegenstand | 54,0 Gew.-% | Anmeldungsgegenstand |
Beispiel | 8 | 5 Gew.-% | Beispiel 3 | 11,6 Gew.-% | Beispiel 4 |
SiO2 | 20 Gew.-% | SiO2 | 12,15 Gew.-% | 56,3 Gew.-% | |
TiO2 | 12,7 Gew.-% | B2O3 | 2,5 Gew.-% | 11,9 Gew.-% | |
CaO | 2 Gew.-% | Li2O | 13,2 Gew.-% | ll,9Gew.-% | |
ZnO | 3 Gew.-% | MgO | 2,25 Gew.-% | 3,9 Gew.-% | |
Na2O | 0,3 Gew.-% | CaO | 4,3 Gew.-% | 4,4 Gew.-% | |
K2O | 1,60082 | TiO2 | 1,6003 | 4,6 Gew.-% | |
Al2O3 | 49,9 | ZrO2 | 55,60 | 7,0 Gew.-% | |
nd | 2,87 | 2,64 | 1,6020 | ||
vd | 51,80 | ||||
S | 2,63 |
ff stark die Abbezahl, deshalb sind Anteile
>77 Gew.-% nicht möglich, wenn die Abbezahl >
<5 betragen solL
i-i ZrO2 erhöht ebenfalls deutlich den Brechwert und verringert die Abbezahl nur mäßig; allerdings steigt die
■?| Fertigung nicht mehr möglich ist
?|' 5 Gläser nach den Unteransprflti^en sind die am meisten bevorzugten Gläser, da sie im optimalen Zusammen-
l| Setzungsbereich (größte Entglasungsstabilität, geringste mögliche Dichte bei den angegebenen Brechzahlen
l'r »1,58 und Abbewerten >45, bestes chemisches Härtungsverhalten und höchste chemische Beständigkeit)
&Ggr;;&iacgr; liegen.
y Die erfindungsgemäßen Gläser werden folgendermaßen hergestellt: Die Komponenten Oxide. Carbonate.
|f &iacgr;&ogr; Nitrate werden entsprechend der Vorschrift abgewogen; es wird ein Läutermittel (z. B. AS2O3 oder Sb2C>3) in
·&idigr;§ Anteilen von 0,1 — 1 Gew.-% zugesetzt und das Glasgemenge gut gemischt Zwischen 1300 und 14000C wird im
zwischen 900 und 970° C zu Brillenglasrohlingen verpreßt
15 Chemische Härtung in naNCVSalzschmelze:
Zeit: 2 h, Temperatur 410" C, ausgetauschte Schicht = 65 &mgr;,
Vorspannung = 2300nm/cm.
,;< 20
30 35 40 45 50 55 60
1 | 2 | 3 | |
SiO2 | 61,6 | 63,5 | 63,7 |
B2O3 | 7,2 | 7,3 | 5,0 |
Li2O | 11,7 | 11,2 | 11,0 |
MgO | 2,3 | 1,2 | - |
CaO | 12,7 | 8,8 | 10,0 |
TiO2 | 3,3 | 2,15 | 3,3 |
ZrO2 | 1,2 | 5,85 | 1,0 |
La2O, | 6,0 | ||
nd | 1,5910 | 1,865 | 1,5920 |
vd | 55,90 | 55,20 | 55,00 |
S | 2,59 | 2,60 | 2,67 |
Claims (1)
1. Verwendung einer- Glases mit der Zusammensetzung (in Gew.-%)
SiO2 58-64
B2O3 4-9
Al2O3 0-3
SiO2-HB2O3-HAl2O3 66-73
Li2O 6-13
&iacgr;&ogr; Na2O 0-2
&iacgr;&ogr; Na2O 0-2
K2O 0-2
U2O-I-Na2O-HK2O 10,5-13,5
MgO 0-6
CaO 7-14
MgO+CaO 9-17
MgO+CaO 9-17
TiO2 1,5-7
ZrO2 1-6
TiO2+ ZrO2 4-8
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