DE3420306A1

DE3420306A1 - Glas fuer augenglaslinsen

Info

Publication number: DE3420306A1
Application number: DE19843420306
Authority: DE
Inventors: Hiroji Akikawa Tokio/Tokyo Sagara
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1983-07-14
Filing date: 1984-05-30
Publication date: 1985-01-31
Also published as: JPS647012B2; GB2145407B; US4612295A; GB2145407A; FR2549033B1; GB8410895D0; DE3420306C2; FR2549033A1; JPS6021828A

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Glaszusammer.setzung für Augenglaslinsen mit einen Brechungsindex (nd) von 1,79 oder mehr, einer Abbeschen Zahl (^d) von 32 bis 38 und einem spezifischen Gewicht von weniger als 3,6.

Die Korrektur von Augenglaslinser· hangt von dem Brechungsindex und den Krümmungen der beiden Oberflächen der Linse ab; aber wenn der Grad der Myopie (Kurzsichtigkeit) oder Hyperopie (Weitsichtigkeit) fortschreitet, wächst die Dicke' der Korrekturlinse am äußeren Teil oder den Mittelteil und beeinträchtigt deshalb das Aussehen, und die Linse wird schwer und bereitet dadurch dem Träger ein unangenehmes Gefühl. Dieses Problem kann verbessert werden durch die Steigerung des Brechung^index des Glasmaterials. Wenn jedcch der Brechungsindex des Glases ansteigt, steigt im allgemeiner auch das spezifische Gewicht des Glases. Deshalb besteht ein Bedürfnis nach einem Glas mit einem hohen Brechungsindex und einem geringen spezifischer. Gewicht, und sclcb ein

2g Glas ist z. B. in der ,japanischen Patentvercf f ent] ichung

51141/81 und der japanischer. Patentanmeldung (OPI) 12654-9/ 80 offenbart. Jedoch enthält das daraus bekannte Glas eine große Menge Ti0„, um ein geringes spezifisches Gewicht zu erreichen, und besitzt deshalb eine kleine _n Abresche Zahl.

Deshalb hat das Glas den Nachteil, daß die chromatische Aberration am äußeren Rand des Glases groß ist, wenn das Glas als Augenglaslinse verwendet wird. Die chromatische

Aberration wird insbesondere dann ein schwerwiegendes 35

Problem, \venn das Glas als Ai-.genglaslinse mit einem heben

Dioptriewert verwendet wird. 5

Aus den genannten Gründen besteht ein Bedürfnis nach einen leichtgewichtigen Glas mit einem hohen Brechungeindex und gleichzeitig einer hohen Abbeseben Zahl.

10 Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Glas für eine Augenglaslinse mit einem hohen Brechungsindex (nd) von 1,79 oder mehr, einer relativ großen Abbeschen Zahl C?d) von 32 bis 38 und einen, spezifischen Gewicht von weniger als 3,6 zur Verfügung zu stellen.

Das erfindungsgemäße Glas umfaßt in Gewichtsprozent:

22 bis- 36 % SiO₂ + B₃O₃; 0 bis 36 % SiC

MgO;

0	bis	36 %	SiQ₂;	BaO;
0	bis	36 %	B₂O₃;	SrO;
16	bis	4-2 %	CaO +	ZnO;
8	bis	4-2 %	CaO;
0	bis	22 %	MgO;
U	bis	36 %	TiO₂ +
0	bis	19 %	TiO₂;
1	bis	35 %	Nb₂O₅;
0	bis	13 %	ZrO₂ :■■
0	bis	U %	La₂O₃;
0	bis	17 %	I₂O₃;
0	bis	10 %
0	bis	10 %	Ta₂O₅;
0	bis	12 %	WO₃;"
0	bis	weniger als
0	bis	U %
0	bis	16 %
0	bis	14 %

5 % Li_nO + Na,,0 + K_o0;

O bis U % Al₃O₃; und O bis 10 % P₃O₅,

wobei die Gesamtmenge der drei- oder mehrwertigen Komponenten wenigstens 1,05 x (SiO₂ + B₂O₃ + Al₂O₃ + P₂O₅ + Alkalimetalloxyde) beträgt.

Die vorliegende Erfindung basiert auf der Entdeckung, daß ein Glassystem aus SiOp (oder B„0„) - CaO - NbpO^ als basisches System, worin das Verhältnis zwischen dem drei- oder mehrwertigen Oxyd, das die Komponente ist, die den

j^g Brechungsindex steigert, und dem Glasbildner und dem Alkalimetalloxyd, die die Komponenten sind, die den Brechungsindex verringern, streng begrenzt ist und auch die Komponente, die die Abbesche Zahl steigert, und die Komponente, die das spezifische Gewicht steigert, auf speziel-

2Q Ie Bereiche beschränkt ist., geeignet ist zur Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung.

p und BpO^ sind die Komponenten, die das Glasgerüst bilden. Wenn ihre Gesamtmenge größer als 36 Gewichtspro_oc. zent ist, kann der gewünschte hohe Brechungsindex nicht

erreicht werden, und andererseits, wenn ihre Gesamtmenge weniger als 22 Gewichtsprozent beträgt, kann kein Glas mit dem gewünschten geringen Gewicht erhalten werden.

CaO ist die benötigte Komponente, um die Stabilität des 30

Glases gegen Entglasung zu erreichen, und muß in einer Menge von wenigstens 8 Gewichtsprozent vorhanden sein. Wenn jedoch die Menge an CaO größer als 42 Gewichtsprozent ist, neigt das Glas sehr stark zu Entglasung.

MgO kann ersetzt werden durch CaO, ohne das spezifische Gewicht des Glases zu erhöhen. Wenn die Menge an MgO größer als 22 Gewichtsprozent ist, steigt die Neigung des Glases zu Entglasung.

Die Gesamtmenge an MgO und CaO muß innerhalb des Bereiches von 16 bis 4-2 Gewichtsprozent liegen.

TiO» und NbpOc können verwendet werden, um ein Glas mit hohem Brechungsindex und geringem spezifischem Gewicht zu erhalten, und ihre Gesamtmenge muß wenigstens 14 Gewichtsprozent betragen. Wegen des Nachteils dieser Komponenten, daß die Abbesche Zahl eines Glases verringert wird, muß die Menge an TiOp jedoch auf 19 Gewichtsprozent oder weniger begrenzt werden; die Menge an Nb₂O₄- muß auf 35 Gewichtsprozent oder weniger begrenzt werden,und die

2Q Gesamtmenge an TiOp und NbpOj- muß auf 36 Gewichtsprozent oder weniger begrenzt werden. Weiterhin ist NbpO,- die wesentliche Komponente und muß in einer Menge von 1 Gewichtsprozent oder mehr vorhanden sein, um Entglasung zu verhindern.

Andere Komponenten sind nicht unbedingt notwendig und werden zum Zwecke der Verbesserung der Schmelzbarkeit in der Beschickung, Entglasungsbestandigkeit oder Formbarkeit und zum Anpassen der optischen Konstanten zugegeben.

Wenn jedoch die Mengen an Zr0„, einem Alkalimetalloxyd, AIpO- und ΡρΟς höher als 13 Gewichtsprozent, 5 Gewichtsprozent, 1^ Gewichtsprozent -un'd._10 Gewichtsprozent entsprechend sind, verschlechtert sich die Entglasung eines

__ Glases sehr schnell,
ob

BaO, SrO, ZnO, La₃O₃, Ϊ₂°3' ^Gd2°3' ^Ta2°5 ^{Und W}°3' die Verbindungen zur Steigerung des spezifischen Gewichts eines Glases sind, sollten nicht in Mengen größer als 16 Gewichtsprozent, 14 Gewichtsprozent, 15 Gewichtsprozent, 17 Gewichtsprozent, 10 Gewichtsprozent, 10 Gewichtsprozent und 12 Gewichtsprozent entsprechend zugegeben werden.

Die Gesamtmenge an drei- oder mehrwertigen Komponenten muß 1,05 x (SiO₂ + B₃O₃ + Al₃O₃ + P₂O₅ + Alkalimetalloxyd)" oder mehr betragen.

Geringe Mengen an ASpO,,, SbpO~, Fp, GeO, und PbO können der erfindungsgemäßen Glaszusammensetzung zugegeben werden, um die Reinigung und Schmelzbarkeit in einem Bereich zu verbessern, der die charakteristischen Merkmale des GIa^ses nicht verschlechtert.

Nach einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die Gesamtmenge an SiOp und BpO,, auf 33 Gewichtsprozent oder weniger begrenzt, um ein Glas mit einem hohen Brechungsindex zu erhalten, und auf 26 Gewichtsprozent oder mehr, um ein Glas mit einem geringen spezifischen Gewicht zu erhalten. Angesichts der Tatsache, daß die chemische Haltbarkeit eines Glases sich mit einer Zunahme an BpOo verschlechtert, ist es jedoch bevorzugt, daß die

OQ BpO^-Menge 0 bis 15 Gewichtsprozent und die SiOp" Menge 15 bis 33 Gewichtsprozent beträgt.

Um ein Glas mit einer besonders ausgezeichneten Entglasungsbeständigkeit zu erhalten, beträgt die Gesamtmenge an CaO + MgO und die Gesamtmenge an TiOp ⁺ NbpO^ jeweils 20 bis 30 Gewichtsprozent, mit dem Zusatz^daß 12

-3-

bis 36 Gewichtsprozent CaO, 0 bis 15 Gewichtsprozent MgO, U bis 16 Gewichtsprozent TiOp und 4 bis 30 Gewichtsprozent NbpOc verwendet werden.

p besitzt einen großen Entglasungsverhinderungseffekt und ist wirksam zur Schaffung eines Glases mit einer geringen Dispersion, verglichen mit TiO₂ und Nb^O-. Die bevorzugte Menge an ZrOp beträgt 2 bis 10 Gewichtsprozent.

La₂O- und Y-₂0~ sind wirksam zur Schaffung eines Glases mit einer geringen Dispersion, verglichen mit TiOp, Nb_?05 und ZrOp, und" -- sind vorteilhafte Komponenten, um ein Glas mit einer großen Abbeschen Zahl zu erhalten. Andererseits steigern diese Komponenten das spezifische Gewicht eines Glases. Es ist" deshalb bevorzugt, daß die Menge an La₂O- 0 bis 10 Gewichtsprozent, die Menge an Υ·₂0~

0 bis 14- Gewichtsprozent und ihre Gesamtmenge 0 bis 14-Gewichtsprozent beträgt.

LipO, Na„0 und K₂O sind wirksam zur Verbesserung der Schmelzbarkeit eines Glases in der Beschickung, und es ist wegen der Entglasungsbeständigkeit bevorzugt, daß ihre Gesamtmenge U Gewichtsprozent oder weniger beträgt.

BaO, SrO und ZnO sind wirksam zur Verbesserung der Entglasungsbeständigkeit, aber jede dieser Verbindungen steigert das spezifische Gewicht eines Glases. Deshalb ist es bevorzugt, daß ihre Gesamtmenge 10 Gewichtsprozent beträgt .

Es ist bevorzugt, daß die Gesamtmenge an drei- oder mehrwertigen Komponenten wenigstens 1 ,05 x (SiOp + BpO-, +

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Alkalimetalloxyd) beträgt, um den gewünschten hohen Brechungsindex zu behalten.

Die am meisten bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform ist eine Glaszusammensetzung mit einem Brechungsindex (nd) von 1,795 oder mehr, einer Abbeschen Zahl (^d) von 32 bis 36 und einem spezifischen Gewicht von 3,55 oder weniger, die in Gewichtsprozent umfaßt:

26 bis 36 % SiO₂ + B₂O₃;

15 bis 33 % SiO₂;

■ 0 bis 15 % B₂O₃;

20 bis 36 % CaO + MgO;

12 bis 36 % CaO;

0 bis 15 % MgO;

20 bis 36 % TiO₂ + Nb₂O₅;

4 bis 16 % TiO₂;

4 bis 30 % Nb₂O₅;

2 bis 10 % ZrO₂;

0 bis 14 % ^La2°3 ^{+ Y}2°3^; 0 bis 10 % La₂O₃;

0 bis 14 % ^Y2°3^;

0 bis 4 + Li₂O + Na₂O + K₂O; und 0 bis 10 % BaO + SrO + ZnO

wobei die Gesamtmenge der drei- oder mehrwertigen Oxyde „_ wenigstens 1,05 x (SiO₂ + B„0^ + Alkalimetalloxyde) beträgt.

Beispiele für die erfindungsgemäßen Glaszusammensetzung werden in der folgenden Tabelle zusammen mit ihren Eigenschaften gezeigt, wobei die Komponenten in Gewichtspro-35

zent angegeben sind.

Tabelle 1

25

30

Να

SiO,

CiO

MeO

TiO,

Nb₁O₁

Al₁O,

P, 0_s

ZrO,

Li_xO

N»,0

K_tO

B»0

SrO

ZnO

L»,0,

Ϊ,Ο,

Gd₁O₁

Ta₁O. !

WO,

*1)

3

.U

165

93 43

223

63

93

153

154

7.6

33

²⁾

va

spezifisches GewichT

3

4

1300 3 34 12.6 - 203

8.4 ; 204

AS 113 28.2

7.0

63

6.0

63

8.0
6.1

2Ϊ.7

03

113 163

53 7.8

253

43

284

113 163

63

2.0

5.1

6.2

29.7

33

33 j 313 j

i

23.7

4.0

284

113 163

63

4.0

27.6

4.1

264

7.0 243

63

6.1

23
2J

63 i

393

93 j 4 03

33

93 ι 3 93

1.805 ; 1301 : 1.799 ;1317 ; 1.604 : 1.798

43 ^; 3 3.fi ! 3 43 ' 3 23 i 3 33 ; 3 33

ί ^: i : i i

344 ' 346 ; 3.59 ' 3.50 348 J 344 : 34 8

1.7 9 3 j 13 0 3

33 j 3 33 3 23

*2) X 1-0 5

35

TaCeJIe 1 (Fortsetzung'

	11	12	13	14	15	16	17	18	I₉
	zu	2 5.6	2 2.6	22JJ	22J	213	2 7.6	24.6	12£
SiO₁	7.0	43	8J)	8.0	8.0	8.0	4.1	4.1	16.1
B₁O,	22.9	2 8.1	3 3.6	3 3£	**33***	38.4	2 3.4	104	31.4
CaO								13.0
MgO	154	11.0	HD	14.0	15.4	11.4	4.9	7.0
TiO₁	7.6	5Ό	IOD	10.0	7.6	153	28.2	24.0	2 8J!
Nb₁O,
Al₁O,
P₁O,	7.8	6.8	12	ZA	7.8	53	63	63	6J)
ZrO₁
Li₁O
Na₁O
K₁O
BaO ■	12Λ							*5JO*
SiO								10
ZnO	5.0	7.1	3.0	3.0	4X1			2J	5.7
La₇O₅		12.1

Gd₁O₃			7.0
Ta₁O₅				7.0
WO₃	3 03	3 1.4	3 2.1	31.5	313	3 03	3 33	3 0.1	3OJ
	3 53	42i>	3 53	3 6.4	3 43	323	3 9.9	3 9.9	3 9J
Β*2)	1.806	1.7 9 0	1.7 9 6	1.7 9 7	1.7 9 8	1.7 9 7	13 0 0	13 0 1	1.7 9 5
	3 3.1	3 7.0	3 3.6	3 3.2	3 3.9	3 43	3 3.6	3 3.7	36 0
Vd	33 5	30 6	3.4 4	3.4 3	33 5	33 4	3.4 4	33 9	3.5 2
see?:fj?ches Gedient

^r-1 ) una -2) sind wjp vorher definiert

Die erfindungsgemäßen Glaser können hergestellt werden durch Schmelzen einer Mischung der üblicherweise verwendeten Ausgangsmaterialien, wie siliciumhaltiger mineralischer Füllstoff, Borsäure, Kalziumkarbonat, Magnesiumkarbonat, Titanoxyd und Nioboxyd, in einem Platinschmelztiegel bei 1300 bis HOO C, gefolgt durch Rühren, um die Mischung ausreichend zu homogenisieren und Bläschen zu entfernen, Gießen der geschmolzenen Mischung in eine metallische Form, die vorher auf eine geeignete Temperatur erhitzt wurde, und Abkühlen des Produkts.

Claims

GRÜNECKER, KINKELDEY. STOCKMAIR & PARTNER

HOYA CORPORATION 13-12, Nishishinjuku 1-chome Shinjuku-ku Tokyo Japan

PATENTANWÄLTE

EUROPEAN ΛΜΪΝΤ ATTOWNEVS

A. GRUNECKER. Wi-Mi

OR H KINKELDEV. Vlhno

DR W. STOCKMAIR. dpi. HH₁A

DR K SCHUMANN, on «re

P H JAKOS. tnw

DR G BEZOLD. wio»

W MEISTER. iotlhns

H. HILGERS. ο«, «β

DR H MEYER-PLATH. wi ing

80OO MÜNCHEN 22 MAXIMLMNSTRASSE 58

30. Mai 1984 P 18 808-609/So

Glas für Augenglaslinsen

Patentansprüche

Glas für Augenglaslinsen, gekennzeichnet durch einen Brechungsindex von 1,79 oder mehr, eine Abbe'sehe Zahl von 32 bis 38 und ein spezifisches Gewicht von weniger als 3,6 , das in Gew.-% umfaßt:

bis 36 % SiO₂ + B₂O₃;

0 bis 36 % SiO₂; bis 36 % B₂O₃;
bis 4-2 % CaO + MgO;

8 bis 4.2 % CaO; bis 22 % MgO;
U bis 36 % TiO₉ + NbpO.;

0 bis 19 %

1 bis 35 %

0 bis 13 % ZrO₂; 0 bis H ί La_o0_Q

O bis 17 % I₂O₃;

O bis 10 % Gd₂°3^;

O bis 10 % Ta₃O₅;

Ms 12 ? WO₃;

0 bis weniger als 5 % Li₃O + Na₃O + K₃O;

bis U % BaO;

bis 16 % SrO;

bis U % ZnO;

bis U % Al₂O₃; und

0 bis 10 % P₂O₅,

worin die Gesamtmenge der drei- oder mehrwertigen Oxyde wenigstens 1,05 x (^Si02 ^{+ B}2°3 ^{+ A1}2°3 ^{+ P}2°5 ^{+ Alkali}" metalloxide) beträgt.
2. Glas für Augenglaslinsen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Glas einen Brechungsindex von 1,795 oder mehr, eine Abbe'sehe Zahl von bis 36 und ein spezifisches Gewicht von 3,55 oder weniger besitzt und in Gew.-% umfaßt:

bis 33 % SiO₂ + B₂O₃; bis 33 % SiO₂; 0 bis 15 % B₂O₃;

20. bis 36 % CaO + MgO; 25

bis 36 % CaO;

0 bis 15 % MgO; .20 bis 36 % TiO₂ + Nb₂O₅;

4 bis 16 % TiO₂; k bis 30 % Nb₂O₅;

2 bis 10 % ZrO₂; 0 bis U ί La₂O₃ + I₂O₃; 0 bis 10 % La₂O;

0 bis U % ^Y2°3^;

0 bis 4 % Li_?0 + Na₂O + K₂O; und 35

0 bis 10 % BaO + SrO + ZnO,

worin die Gesamtmenge der drei- oder mehrwertigen Oxyde

wenigstens 1,05 x (^Si02 ⁺'^B2°3 ^{+ Alkalimetallox}y^de) beträgt.