DE3220674A1 - Ophthalmische glaeser mit hohem brechungsindex - Google Patents
Ophthalmische glaeser mit hohem brechungsindexInfo
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-
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Description
Änmelderin: Corning Glass Works
Corning, Ν.Ϊ., USA
Corning, Ν.Ϊ., USA
Ophthalmische G-läser mit hohem Brechungsindex
Die Erfindung betrifft ophthalmische Gläser, die besonders zur Herstellung der Einsatzsegmente in multifocalen Augenlinsen
geeignet sind.
Bei der Herstellung ophthalmischer Multifocallinsen wird in
einen Glaspreßling aus Kronglas ein Einsatzsegment mit hohem Brechungsindex in eine entsprechende Ausnehmung eingeschmolzen.
/Jährend das Kronglas einen Brechungsindex von 1,523 hat, beträgt 2e nach der erforderlichen Korrektur des Augenglases
der Brechungsindex des Einsatzsegments 1,58 - 1,71. Hierfür geeignete Glaszusammensetzungen beschreiben die US-PS 3,902,910
und 4,211,569. Der Brechungsindex dieser Gläser liegt unter 1,71.
Für starke Korrekturen ist ein höherer Brechungsindex
wünschenswert. Das würde eine flachere Ausnehmung zur Aufnahme des Eins at ζ segments und eine geringere Gesamtdicke
und kleineres Gewicht der Linse ermöglichen.
Die Erfindung hat als Einsätze in Multifocallinsen geeignete
Gläser zur Aufgabe, deren Brechungsindex 1,745 1,771 beträgt und deren Abbe'zahl so hoch ist, daß eine
unerwünschte Irideszenz an den Linsenkanten ausgeschlossen wird.
Da der Einsatz an die Hauptlinse an- bzw. in diese eingeschmolzen werden soll, müssen die physikalischen Eigenschaften
des Segmentglases denen des Kronglases ähnlich sein. Dies
gilt besonders für die Wärmedehnung, da Spannungsbelastungen infolge zu großer Unterschiede der jeweiligen Wärmeausdehnungskoeffizienten
vermieden werden sollen. Ein geeignetes, nichtphotοchromes Kronglas "Blanc de Lunetterie" (Corning
Glass ¥orks) hat z.B. die Erweichungstemperatur 7O7°O, die
Entspannungstemperatur 5O5°0, die AnIaßtemperatur 5380C, und
im Wärinebereich 25 - 30O0C einen Wärmeausdehnungskoeffizienten
von 94 x 10 /0C. Bei dieser Sachlage sollte das
Segmentglas eine Erweichungstemperatur von annähernd 640 7000C
und im Temperaturbereich 25 - 30( von annähernd 90 - 98 χ 10~^/°C haben.
7000C und im Temperaturbereich 25 - 3000C eine Wärmedehnung
> ft
-6 -
Die durch Doppelbrechung angezeigten Belastungskräfte zwischen dem Kronglas und dem Segmentglas können z.B. mit
Hilfe eines Babinetkompensators ausgewertet werden. Befriedigende Bedingungen herrschen, wenn die Doppelbrechungswerte der Abdichtung mit dem Kronglas -100 bis +100 nrn/cm
betragen. Bevorzugt wird der Bereich -50 bis +50 nm/cm.
Außer den notwendigen optischen Eigenschaften, der geeigneten Viskosität und der Wärmedehnung muß das Glas die für
ophthalmische Verwendung benötigte chemische Dauerhaftigkeit
oder Beständigkeit aufweisen. Diese läßt sich als Gewichtsverlust und verändertes Aussehen nach Angriff messen.
Der hierzu z.Zt. übliche A.O. Test besteht im !Eintauchen
des Glases mit polierter Oberfläche während 10 Minuten in eine 10 ?b-ige wässerige HCl-Lösung bei 250C und Messen des
Gewichtsverlusts (in mg)„ Hieraus wird der Gewichtsverlust
pro Oberflächeneinheit berechnet (meist in mg/cm ausgedrückt). Die Glasoberfläche wird auch mit dem Auge auf
Fehler (irideszenz, Fehlerstellen, matte Stellen usw.) untersucht. Als Maßstab für die Beständigkeit der Gläser
der Erfindung bei ophthalmischer Anwendung kann z.B. die
chemische Beständigkeit des Glases "Ba 683" (Corning Glass Works) mit dem Brechungsindex 1,681 genommen werden. Dieses
Glas zeigt bei dem A.O. Test einen Gewichtsverlust von
0,68 mg/cm bei merklicher Oberflächenstumpfheit.
Die gestellte Aufgabe, ein als zur Herstellung von Einsatzsegmenten
für Multifocallinsen, insbesondere ophthalmischer Anwendung geeignetes Glas mit höherem Brechungsindex und den
sonstigen für die ophthalmische Verwendung benötigten Eigenschaften bereitzustellen, wird durch das Glas der Erfindung
dadurch gelöst, daß es im wesentlichen, in Gew.-?o auf Oxidbasis
| SiO2 | Li2O | 28 | - 32 | VJl |
| Na2O | 2 | - 9 | ||
| K2O | O | - 4 | ||
| Li2O | O | - 1 | ||
| KpO + NapO + | 4 | - 10 | ,5 | |
| BaO | O | - 22 | ||
| La2O3 | O | - 20 | ||
| BaO + La2O3 | 14 | - 22 | ||
| PbO | 28, | 5 - | 34 | |
| ZnO | O | - 4 | ||
| TiO2 | + Nb2O5 | O | - 9 | |
| ZrO | 2 | - 6 | VJl | |
| Nb2O5 | O | - 10 | ||
| TiO2 + Nb2O5 | 4, | 5 - | 12 | |
| ZrO2 + TiO2 | 6 | - 17 | ||
enthält,
mit den Eigenschaften
Brechungsindex.!,.745 - 1,771, Abbe*zahl größer als 29 "bei einem Brechungsindex
von 1,771, und größer als 31 bei einem Brechungsindex
von 1,745,
Erweichungstemperatur von 640 - 7000G,
Wärmeausdehnungskoeffizient bei 25 - 30O0C,
von annähernd 90 - 98 χ 10"'/0O, und
befriedigende chemische Dauerhaftigkeit.
Ein noch günstigerer, bevorzugter Zusammensetzungsbereich ist:
Zusammensetzung 3iüo
Na2O K2O
Li2O
+ Na2O +
3a0
La2O3 Ba.0 + La2O7
PqO
ZnO
TiO2 ZrOn
TiO2 + Nb2O5
ZrO2 +
| Bereich | 32,5 | bevorzugter Bereich | - 32 |
| 23 - | Q | 29 | - 8 |
| 2 - | A | VJl | |
| 0 - | 1 | 0 | |
| 0 - | 10,5 | C | - 8 |
| 4 - | 22 | VJi | - 22 |
| 0 - | 20 | 0 | - 14 |
| 0 - | 22 | 0 | - 22 |
| 14 - | - 34 | 18 | - 33 |
| 28,5 | 4 | 30 | _ "X |
| 0 - | 9 | 0 | _ 0 |
| 0 - | ef5 | VJl | - 4 |
| 2 _ | 10 | 2 | - 6 |
| 0 - | - 12 | 0 | - 11 |
| 4,5 | 17 | VJl | - 14 |
| 6 - | 8 |
Außer den genannten Bestandteilen können bis zu 0,5 % ASpO^ und/oder Sb2O., als übliche Läuterungsmittel zugesetzt
werden, vorzugsweise entfallen sie jedoch, um das Glas nicht zu färben, besonders wenn es in Platinvorrichtungen
geschmolzen wird.
Bin SiOp Gehalt von etwa 28 - 32 % ist günstig für die angemessene
chemische Dauerhaftigkeit ohne den Brechungsindex wesentlich herabzusetzen. Der den Brechungsindex
herabsetzende Einfluß des SiOp kann durch Zusatz brechungssteigernder
Oxide wie TiOp, HTJpO1-, PbO, ZrO0, La2O^, BaO
ausgeglichen werden. Jedoch soll der Anteil an BaO und LapO„ 22 Gew.-% und 20 Gew.-% _nicht überschreiten,
weil sonst das Glas kristallisiert bzw. entglast. Andererseits sind für einen angemessenen Brechungsindex insgesamt
wenigstens 14 % BaO + La2O7, vonnöten. Ab 22 % EaO + La2O,,
und darüber hinaus nimmt die Entglasungstendenz zu. ¥enigstens
29 % PbO müssen vorhanden sein, um einen ausreichend hohen Brechungsindex zu bekommen, aber mehr als 34 % senken
die Erweichungstemperatur zu stark. Ebenso soll das den Brechungsindex erhöhende TiO2 9 Gew.-% nicht übersteigen,
um die Abbizahl nicht zu stark zu verringern und die Bntglasungstendenz
nicht zu verstärken. Wenigstens 2 % ZrO?
sollen im Interesse eines hohen Brechungsindex und angemessener chemischer Dauerhaftigkeit zugesetzt werden, a,ber
der Zusatz darf nicht größer als 6,5 % sein, weil sonst die
-,ίο-
Liquidustemperatur und die Kristallisationsgeschwindigkeit zu stark ansteigen, was zu:. Schmelz- und Formproblemen führt,
ZnO verringert die chemische Dauerhaftigkeit und soll nicht mehr als ca* 4 % "betragen. Eine geringe Menge kann als Ersatz
für entsprechende Anteile BaO und La2O^ günstig sein.
Die Alkalimetalloxide fördern das Schmelzen des Glases; ihre Anteile sind in "bekannter Weise einzustellen, um die
zum richtigen Anschmelzen des Glassegments und das Kronglas erforderliche Erweichungstemperatur und die passende Wärmedehnung
zu erhalten. Na2O wird gegenüber KoO und Li0O "bevorzugt,
weil K2O den Brechungsindex herabsetzt und die
chemische Dauerhaftigkeit verschlechtert. Mehr als 10 % sollten aber nicht eingesetzt v/erden, weil bei größeren
Zusätzen die Liquidustemperatur rasch ansteigt. Nb2O1- wird
aus Gründen der Kostenersparnis meist nur in gerinstmöglicher
Menge zugesetzt. Das Gleiche gilt für 'LaJD^. Um
einen ausreichend hohen Brechungsindex zu erhalten muß die Gesamtmenge TiO2 + Nb2O1- 4,5 % überschreiten und die Summe
TiO2 + ZrO2 + Nb2O1- wenigstens 6 % betragen. Andererseits
verlangen die gesetzten Grenzen der Erweichungstemperatur und der Liquidustemperatur eine Beschränkung der jeweiligen
Höchstwerte dieser beiden Gesamtmengen auf 12 % bzw. 17 %.
Zum Stand der Technik ist auf die US-PS. 3,902,910 und
4,211,569 hinzuweisen.
Die US-PS 3,902,910 beschreibt Segmentgläser für Augenlinsen
mit Brechungsindeces von 1,64 - 1,71, die im wesentlichen,
-y-
in G-ew.-% auf Oxidbasis aus
| SiO2 | La2O5 | 33 | - 43 |
| B2O5 | 0 | - 4 | |
| SiO9 + B9Ox | 33 | - 43 | |
| Na2O | 4 | - 9 | |
| κ2ο | 0 | - 4 | |
| ITa9O + K9O | 5 | - 10 | |
| BaO | 17 | - 24 | |
| CaO | 0 | ||
| La2O5 | 0 | — 5 | |
| BaO + OaO + | 22 | - 26 | |
| PbO | 13 | - 28 | |
| ZnO | 2 | - 5 | |
| PbO + 2'ϊιΟ | 15 | - 30 | |
| SiO2 | ro | - 4 | |
| ZrO2 | 3 | - 6 | |
| TiC9 + ZrO9 | β | - - 9 | |
be stollen, lire Breci:.\m£sincle2: ist niedriger als der. der erfiaduiigsgemäiBeii
G-läser, v/a;- auf urrberGchiedlicher Zusainmensetsung,
besonders hinsichtlich des SiO9 vxid PbO Gehalts berulit.
Um die für ophthainiscLie Linsensegmente benötigten
physikalischen Eigenschaften zu bekommen, müssen die übrigen Komponenten der Gläser der Erfindung sorgfältig angepaßt und eingestellt werden.
physikalischen Eigenschaften zu bekommen, müssen die übrigen Komponenten der Gläser der Erfindung sorgfältig angepaßt und eingestellt werden.
-y- ■
-μ-
-μ-
Die US-PS 4,211,569 beschreibt" .Segmentgläser für ophthalmische
Linsen mit Brechungsindeces von 1,58 - 1,71 und
Wärmeausdehnungskoeffizienten von 60 - 6-6 χ 10 / C bei
0 - 3000O. Sie bestehen im wesentlichen, in Gew.-% auf
Oxidbasis aus
PbO B2O3
BaO
| Ha2 | 0 | + | ZrO | 2 + |
| Li2 | 0 | |||
| IiO | IVS | |||
| ZnO |
| 30 - | 50 |
| 25 - | 50 |
| 4 - | 8 |
| 4 - | 7 |
| 4 - | 9 |
| 0 - | 3 |
| 0 - | 2 |
| 0,5 | - 3 |
| 0 - | 5 . |
Brechungsindex und Wärmedehnung dieser Gläser ist niedriger als bei den Gläsern der Erfindung und ihre Zusammensetzung
ist ebenfalls sehr verschieden.
Die Herstellung der Gläser nach der Erfindung kann in üblicher Weise und mit gewöhnlichen Ansatzstoffen, z.B. den
entsprechenden Oxiden, Karbonaten und Nitraten erfolgen.
Dabei sind die zur Herstellung ophthalmischer Gläser gängigen
Reinheitsgebote zu beachten, aber auch ausreichend.
Die G-läser können z.B. in Platinschmelzvorrichtungen in
Elektroöfen "bei Höchsttemperaturen von 1300 - 135O0O
während etwa 2-3 Stunden geschmolzen und zur Erzielung einer homogenen Schmelze gerührt v/erden. Das G-las wird dann zu.
Barren oder dergl. gegossen und bei etwa 535°C angelassen.
Diese Schmelzbedingungen gelten nur als Beispiel und können im Rahmen des fachmännischen Könnens verändert werden.
Die !Tabelle enthält nicht beschränkende Ausf tüirungsbeispiele.
Die optischen Eigenschaften n^ und v~ wurden nach geregelter
Abkühlung mit einer G-eschwindigkeit von 60 C/Std. gemessen.
Nach üblichen Methoden wurde die Erweichungstemperatur in°C und der '.Wärmeausdehnungskoeffizient (x10 /0G) ermittelt.
Die Abdicht- bzw. Verschmelzbelastung, angezeigt diirch Doppelbrechung
wurde wie weiter vorstehend beschrieben mit einem Babinetlcompensator in nm/cm gemessen. In den außerhalb eines
bevorzugten Bereichs der Doppelbrechung (^ 50 nm/cm) liegenden
Beispielen sind Korrekturen durch geringfügige Änderungen der Zusammensetzung leicht möglich * So ergibt z.B. die Ersetzung
von 0,1 % SiOp durch 0,1 % Na^O annähernd +35 nm/cm. Das verschmolzene
Kronglas bestand aus dem vorstehend erwähnten 'Blanc
de Luiietterie". Die chemische Dauerhaftigkeit-wurde nach dem
A.O. lest in mg/cm gemessen.
- 11 -
| SiO2 | 30,73 | 31,13 | 30,73 | 31,13 | 30,05 |
| Ha2O | 6,71 | 6,81 | 6,71 | 6,51 | 5,61 |
| BaO | 8,03 | 8,03 | 11,04 | 8,33 | 16,35 |
| ZnO | 2,69 | - | 2,39 | - | 2,69 |
| La2U5 | 11,54 | 13,73 | 8,53 | 13,73 | 5,02 |
| ZrO9 | 5,33 | 3,33 | 3,53 | 2,33 | 3,35 . |
| PbO | 31,65 | 31,65 | 31,65 | 32,65 | 51,64 |
| TiO2 | 5,32 | 5,32 | 5,62 | 5,32 | 5,32 |
| nD | 1,7497 | 1,7506 | 1,7481 | 1,7510 | 1,7491 |
| TD | 31,54 | 51,60 | 51,25 | 31,41 | 31,52 |
| Erweichungs temperatur |
650 | 662 | 645 | 656 | 652 |
| Dehnung | 94 | 94 | - | - | 94 |
| nrn/cm | 0 | -50 | 85 | -25 | 30 |
| ο mg/ cm |
0,090 | 0,012 | 0,050 |
SiO2
3a0 ZnO
ZrO2 PbO
| 11D | 31,25 |
| Erv/e i cliungs - temperatur |
652 |
| Dehnung | - |
| nm/cm | 15 |
| p mg/cm |
_ |
7 8 9 10
| 30,03 | 30,03 | 30,73 | 29,73 | 29,73 |
| 5,21 | 5,01 | 7,51 | . 7,83 | 3,45 |
| 19,35 | 21,37 | 5,4 | 5,09 | 0,49 |
| 2,69 | 2,69 | - | - | - |
| 2,02 | --■ | 13,05 | 14,05 | 18,C5 |
| 3,33 | 3,33 | 3,33 | 3,33 | 3,53 |
| 31,65 | 31,65 | 31,65 | 30,65 | 30,65 |
| 5,72 | 5,92 | 8,33 | 5,32 | 5,32 |
| — | mm | 4,00 | 4,00 |
1,7494 1,7663 1,7663. 1,7688 31,04 29,84 30,55 30,28
| 659" | 6671 | 672 |
| 93,1 | 94,4 | - |
| -35 | -35 | -95 |
| 0,018 |
| 11 | - | 12 | 13 | |
| Gew.-% | 29,73 ■ | 28,93 | 28,93 | |
| SiO2 | 7,03 | 5,88 | 5,28 | |
| Na2O | 11,09 | 17,29 | 21,34 | |
| BaO | 7,55 | 4,0-5 | - | |
| La2O3 | 3,33 | 3,33 | 3,33 | |
| ZrO2 | 30,65 | 30,65 | 30,65 | |
| PbO | 6,12 | 5,87 | 5,87 | |
| TiO2 | 4,50 | 4,00 | 4,60 | |
| Kb2O5 | 1,7683 | 1,7707 | 1,7655 | |
| 11D | 29,79 | 29,87 | 29,87 | |
| VD | 662 | - | - | |
| Erv/e i ohungs t enip er a tür | - | - | - | |
| Deliming | -100 | -70 | -70 | |
| nni/cm | mm | |||
| p Ug/CiU" |
||||
Ganz oesonders günstig ist die folgende Zusammensetzung:
SiO2 30,9
:*a?0 6,7
BaO 8,0
ZnO 2,7
Ia2O5 11,5
ZrO2 3,3
PbO 31,6
5,3
Claims (3)
1. Glas, geeignet zur Herstellung von Segmenten oder
Sins 3.t ζ stücken in multifooalen Augenlinsen, dadurch
gekennzeichnet, daß es im wesentlichen, in auf Oxidbasis
IiO9 + Bb9O
4,5
- 12
enthält, mit den Eigenschaften
Brechungsindex 1,745 - 1,771,
Abbezahl größer als 29 bei einem Brechungsindex
von 1,771» und größer als 31 "bei einem
Brechungsindex von 1,745, Erweichungstemperatur von 640 - 70O0O,
Wärmeausdehnungskoeffizient bei 25 - 300 C,
von annähernd 90 - 98 χ 10"'/0C, und
befriedigende chemische Dauerhaftigkeit.
2. Glas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es
iL c tL 0
3. Glas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es
SiO2 30,9
Na2O 6,7
BaO 8,0
ZnO 2,7
La2O3 11,5
ZrO2 3,3
PtO2 31,6
TiO2 5,3
enthält.
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|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3220674A1 true DE3220674A1 (de) | 1983-02-10 |
| DE3220674C2 DE3220674C2 (de) | 1991-04-11 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19823220674 Granted DE3220674A1 (de) | 1981-06-24 | 1982-06-02 | Ophthalmische glaeser mit hohem brechungsindex |
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| DE (1) | DE3220674A1 (de) |
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