DE3220674C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Glas zur Herstellung von Segmenten
bzw. Einsatzstücken in multifocalen Augenlinsen.
Aus der US-PS 19 43 051 sind optische Gläser mit einem hohen
Brechungsindex bekannt. Bei der Herstellung ophthalmischer
Multifocallinsen wird in einer Ausnehmung eines Glaspreßlings aus
Kronglas ein Glasabschnitt in Form eines Segmentes bzw.
Einsatzstückes mit vergleichsweise höherem Brechungsindex
angeschmolzen. Gegenüber dem Brechungsindex des Kronglases von
1,523 beträgt der des Segments bzw. Einsatzstückes je nach der
gewünschten Korrektur des Brillen- bzw. Augenglases 1,58-1,71.
Hierfür geeignete Glaszusammensetzungen sind in der US-PS
39 02 910 und der US-PS 42 11 569 offenbart, wobei der Brechungsindex
dieser vorbekannten Gläser unter 1,71 liegt.
Für starke Korrekturen ist ein höherer Brechungsindex
wünschenswert. Das würde eine flachere Ausnehmung zur
Aufnahme des Einsatzsegments 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 Segmentgases 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,
nichtphotochromes Kronglas
hat z. B. die Erweichungstemperatur 707°C, die
Entspannungstemperatur 505°C, die Anlaßtemperatur 538°C, und
im Wärmebereich 25-300°C einen Wärmeausdehnungskoeffizienten
von 94×10-7/°C. Bei dieser Sachlage sollte das
Segmentglas eine Erweichungstemperatur von annähernd 640-700°C
und im Temperaturbereich 25-300° eine Wärmedehnung
von annähernd 90-98×10-7/°C haben.
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 nm/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%ige wäßrige HCl-Lösung bei 25°C und Messen des
Gewichtsverlusts (in mg). Hieraus wird der Gewichtsverlust
pro Oberflächeneinheit berechnet (meist in mg/cm² 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 eines Glases
mit dem Brechungsindex 1,681 genommen werden. Dieses
Glas zeigt bei dem A. O. Test einen Gewichtsverlust von
0,68 mg/cm² bei merklicher Oberflächenstumpfheit.
Die gestellte Aufgabe, ein als zur Herstellung von Einsatzsegmenten
für Multifocallinsen, insbesondere ophthalmischer
Anwendung geeignete 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.-% auf Oxidbasis
| SiO₂ | |
| 28-32,5 | |
| Na₂O | 2-9 |
| K₂O | 0-4 |
| Li₂O | 0-1 |
| K₂O+Na₂O+Li₂O | 4-10,5 |
| BaO | 0-22 |
| La₂O₃ | 0-20 |
| BaO+La₂O₃ | 14-22 |
| PbO | 28,5-34 |
| ZnO | 0-4 |
| TiO₂ | 0-9 |
| ZrO | 2-6,5 |
| Nb₂O₅ | 0-10 |
| TiO₂+Nb₂O₅ | 4,5-12 |
| ZrO₂+TiO₂+Nb₂O₅ | 6-17 |
enthält,
mit den Eigenschaften
Brechungsindex 1,745-1,771,
Abbe'zahl größer als 29 bei einem Brechungsindex von 1,771, und größer als 31 bei einem Brechungsindex von 1,745,
Erweichungstemperatur von 640-700°C,
Wärmeausdehnungskoeffizient bei 25-300°C von annähernd 90-98×10-7/°C und befriedigende chemische Dauerhaftigkeit.
mit den Eigenschaften
Brechungsindex 1,745-1,771,
Abbe'zahl größer als 29 bei einem Brechungsindex von 1,771, und größer als 31 bei einem Brechungsindex von 1,745,
Erweichungstemperatur von 640-700°C,
Wärmeausdehnungskoeffizient bei 25-300°C von annähernd 90-98×10-7/°C und befriedigende chemische Dauerhaftigkeit.
Ein noch günstigerer, bevorzugter Zusammensetzungsbereich
ist:
Außer den genannten Bestandteilen können bis zu 0,5%
As₂O₃ und/oder Sb₂O₃ als übliche Läuterungsmittel zugesetzt
werden, vorzugsweise entfallen sie jedoch, um das
Glas nicht zu färben, besonders, wenn es in Platinvorrichtungen
geschmolzen wird.
Ein SiO₂-Gehalt von etwa 28-32% ist günstig für die angemessene
chemische Dauerhaftigkeit ohne den Brechungsindex
wesentlich herabzusetzen. Der den Brechungsindex
herabsetzende Einfluß des SiO₂ kann durch Zusatz brechungssteigender
Oxide wie TiO₂, Nb₂O₅, PbO, ZrO₂, La₂O₃, BaO
ausgeglichen werden. Jedoch sollen der Anteil an BaO
und La₂O₃ 22 Gew.-% und 20 Gew.-% nicht überschreiten,
weil sonst das Glas kristallisiert bzw. entglast. Andererseits
sind für einen angemessenen Brechungsindex insgesamt
wenigstens 14% BaO+La₂O₃ erforderlich. Ab 22% BaO+La₂O₃
und darüber hinaus nimmt die Entglasungstendenz zu. Wenigstens
28,5% 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 Abbe'zahl nicht zu stark zu verringern und die Entglasungstendenz
nicht zu verstärken. Wenigstens 2% ZrO₂
sollen im Interesse eines hohen Brechungsindex und angemessener
chemischer Dauerhaftigkeit zugesetzt werden, aber
der Zusatz darf nicht größer als 6,5% sein, weil sonst die
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 La₂O₃ 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 K₂O und Li₂O bevorzugt,
weil K₂O den Brechungsindex herabsetzt und die
chemische Dauerhaftigkeit verschlechtert. Mehr als 10,5%
sollten aber nicht eingesetzt werden, weil bei größeren
Zusätzen die Liquidustemperatur rasch ansteigt. Nb₂O₅ wird
aus Gründen der Kostenersparnis meist nur in geringstmöglicher
Menge zugesetzt. Das Gleiche gilt für La₂O₃. Um
einen ausreichend hohen Brechungsindex zu erhalten, muß die
Gesamtmenge TiO₂+Nb₂O₅ wenigstens 4,5% betragen und vorzugsweise darüber liegen, und die Summe
TiO₂+ZrO₂+Nb₂O₅ muß 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 39 02 910 und
42 11 569 hinzuweisen.
Die US-PS 39 02 910 beschreibt Segmentgläser für Augenlinsen
mit Brechungsindices von 1,64-1,71, die im wesentlichen
in Gew.-% auf Oxidbasis aus
| SiO₂ | |
| 33-43 | |
| B₂O₃ | 0-4 |
| SiO₂+B₂O₃ | 33-43 |
| Na₂O | 4-9 |
| K₂O | 0-4 |
| Na₂O+K₂O | 5-10 |
| BaO | 17-24 |
| CaO | 0-3 |
| La₂O₃ | 0-5 |
| BaO+CaO+La₂O₃ | 22-26 |
| PbO | 13-28 |
| ZnO | 2-5 |
| PbO+ZnO | 15-30 |
| TiO₂ | 2-4 |
| ZrO₂ | 3-6 |
| TiO₂+ZrO₂ | 6-9 |
bestehen. Ihr Brechungsindex ist niedriger als der der erfindungsgemäßen
Gläser, was auf unterschiedlicher Zusammensetzung,
besonders hinsichtlich des SiO₂ und PbO Gehalts beruht.
Um die für ophthalmische Linsensegmente benötigten
physikalischen Eigenschaften zu bekommen, müssen die übrigen
Komponenten der Gläser der Erfindung sorgfältig angepaßt und
eingestellt werden.
Die US-PS 42 11 569 beschreibt Segmentgläser für ophthalmische
Linsen mit Brechungsindeces von 1,58-1,71 und
Wärmeausdehnungskoeffizienten von 60-66×10-7/°C bei
0-300°C. Sie bestehen im wesentlichen, in Gew.-% auf
Oxidbasis aus
| SiO₂ | |
| 30-50 | |
| PbO | 25-50 |
| B₂O₃ | 4-8 |
| Al₂O₃ | 4-7 |
| BaO | 4-9 |
| Na₂O | 0-3 |
| Li₂O | 0-2 |
| TiO₂ | 0,5-3 |
| ZnO+ZrO₂+La₂O₃ | 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 Gläser können z. B. in Platinschmelzvorrichtungen in
Elektroöfen bei Höchsttemperaturen von 1300-1350°C
während etwa 2-3 Stunden geschmolzen und zur Erzielung einer
homogenen Schmelze gerührt werden. Das Glas 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 Ausführungsbeispiele.
Die optischen Eigenschaften nD und vD wurden nach geregelter
Abkühlung mit einer Geschwindigkeit von 60°C/Std. gemessen.
Nach üblichen Methoden wurde die Erweichungstemperatur in °C
und der Wärmeausdehnungskoeffizient (×10-7/°C) ermittelt.
Die Abdicht- bzw. Verschmelzbelastung, angezeigt durch Doppelbrechung,
wurde, wie weiter vorstehend beschrieben, mit einem
Babinetkompensator 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% SiO₂ durch 0,1% Na₂O annähernd +35 nm/cm. Das verschmolzene
Kronglas bestand aus dem vorstehend erwähnten
Glas. Die chemische Dauerhaftigkeit wurde nach dem
A. O. Test in mg/cm² gemessen.
Ganz besonders günstig ist die folgende Zusammensetzung:
| SiO₂ | |
| 30,9 | |
| Na₂O | 6,7 |
| BaO | 8,0 |
| ZnO | 2,7 |
| La₂O₃ | 11,5 |
| ZrO₂ | 3,3 |
| PbO | 31,6 |
| TiO₂ | 5,3 |
Claims (3)
1. Glas zur Herstellung von Segmenten bzw. Einsatzstücken in
multifocalen Augenlinsen, bestehend in Gew.-% auf Oxidbasis
aus:
SiO₂
28-32,5
Na₂O 2-9
K₂O 0-4
Li₂O 0-1
K₂O+Na₂O+Li₂O 4-10,5
BaO 0-22
La₂O₃ 0-20
BaO+La₂O₃ 14-22
PbO 28,5-34
ZnO 0-4
TiO₂ 0-9
ZrO₂ 2-6,5
Nb₂O₅ 0-10
TiO₂+Nb₂O₅ 4,5-12
ZrO₂+TiO₂+Nb₂O₅ 6-17
mit den Eigenschaften
Brechungsindex 1,745-1,771,
Abbe'zahl größer als 29 bei einem Brechungsindex von 1,771, und größer als 31 bei einem Brechungsindex von 1,745,
Erweichungstemperatur von 640-700°C,
Wärmeausdehnungskoeffizient bei 25-300°C von annähernd 90-98×10-7/°C und befriedigende chemische Dauerhaftigkeit.
Brechungsindex 1,745-1,771,
Abbe'zahl größer als 29 bei einem Brechungsindex von 1,771, und größer als 31 bei einem Brechungsindex von 1,745,
Erweichungstemperatur von 640-700°C,
Wärmeausdehnungskoeffizient bei 25-300°C von annähernd 90-98×10-7/°C und befriedigende chemische Dauerhaftigkeit.
2. Glas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es in
Gew.-% auf Oxidbasis
SiO₂
29-32
Na₂O 5-8
BaO 0-22
La₂O₃ 0-14
BaO+La₂O₃ 18-22
PbO 30-33
ZnO 0-3
TiO₂ 5-9
ZrO₂ 2-4
Nb₂O₅ 0-6
TiO₂+Nb₂O₅ 5-11
ZrO₂+TiO₂+Nb₂O₅ 8-14
enthält.
3. Glas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es in
Gew.-% auf Oxidbasis
SiO₂
30,9
Na₂O 6,7
BaO 8,0
ZnO 2,7
La₂O₃ 11,5
ZrO₂ 3,3
PbO 31,6
TiO₂ 5,3
enthält.
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|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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ID=9259823
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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