DE3825210C2

DE3825210C2 -

Info

Publication number: DE3825210C2
Application number: DE3825210A
Authority: DE
Inventors: Werner Dr. Behr; Reinhard 3220 Alfeld De Kassner
Original assignee: Deutsche Spezialglas AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 1988-07-25
Filing date: 1988-07-25
Publication date: 1991-12-12
Also published as: FR2635100B1; FR2635100A1; GB2222156B; DE3825210A1; JPH0269334A; GB8916627D0; US5104831A; GB2222156A; BR8903036A; JPH0641378B2

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein hochbrechendes phototropes Glas niedriger Dichte, das als Brillenglas Verwendung finden kann, das als Träger der Phototropie Ausscheidungen aufweist, die Silber, Halogene und Kupferoxid enthalten und das eine Dichte von <3 g/cm³ besitzt.

Phototrope Gläser werden heute vorwiegend als Brillengläser verwendet und finden auch als Korrektionsgläser für Fehlsichtigkeit immer mehr Anwendung. Für die Korrektur der Fehlsichtigkeit mit Glas, das den für Brillengläser üblicherweise benutzten Brechungsindex von 1,523 hat, werden bei höheren Dioptrien (größerem Sehfehler) die Brillengläser immer voluminöser und damit immer schwerer. Man hat deshalb hochbrechende Brillengläser mit niedriger Dichte entwickelt, die auch bei größeren optischen Korrekturen noch verhältnismäßig angenehm zu tragen sind. Die Übertragung dieser Eigenschaften auf phototrope Brillengläser ist jedoch nicht ganz einfach.

Erstmals gelang die Vereinigung der Kriterien Phototropie, geringe Dichte, geringe Dispersion und hoher Brechungsindex in dem phototropen Glas gemäß DE-AS 31 17 000, in der ein phototropes Glas mit der optischen Lage n_D 1,59, einer Abbe-Zahl 40 und einer Dichte 3,2 g/cm³ beschrieben wird.

Ein, insbesondere im Hinblick auf die Dichte weiter verbessertes Glas ist in DE-PS 32 06 958 beschrieben. Dieses Glas ist jedoch in der Herstellung sehr anspruchsvoll. Für eine ausreichende Kinetik der Phototropie, d. h. einer genügend schnellen Abdunkelung bei Sonneneinstrahlung und Aufhellung bei fehlender Belichtung müssen diese Gläser mit verhältnismäßig hohen Halogenidsynthesen (im allgemeinen etwa 1,5%, gerechnet als Halogen) hergestellt werden, um nach dem Tempern eine brauchbare Kinetik, d. h. eine Abdunklung bei Sonneneinstrahlung und eine Aufhellung bei fehlender Belichtung zu erreichen. Bei derartig hohen Halogenidsynthesen ist es jedoch schwierig, Gläser mit konstanten Eigenschaften zu produzieren, da eine sehr hohe wechselnde Verdampfung des Halogenidanteils beim Erschmelzen des Glases stattfindet. Die Verdampfung ist besonders hoch, wenn die Gläser, wie in den zitierten Patentschriften beschrieben, Blei- und/oder Zinkoxid enthalten.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein leicht zu schmelzendes hochbrechendes phototropes Glas mit niedriger Dichte zu finden, das im tatsächlich benutzten Bereich mit niedrigen Halogenidsynthesen auskommt und das ohne große Schwierigkeiten mit konstanten Eigenschaften herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird durch das in dem Patentanspruch 1 beschriebene Glas gelöst.

Es wurde gefunden, daß sich hochbrechende, phototrope Gläser, die als Träger der Phototropie Ausscheidungen aufweisen, die Silber, Halogene und Kupferoxid enthalten, mit einem Brechungsindex von 1,6, einer Abbe-Zahl 40 und einer Dichte 3,0 g/cm³ herstellen lassen, wenn man eine Glaszusammensetzung wählt, die im Ansatz, ausgedrückt in Gewichtsprozenten auf Oxidbasis, enthält:

SiO₂
35-50
B₂O₃	13,5-21
Σ SiO₂, B₂O₃	50-70
Li₂O	0,0-2,5
Na₂O	0,0-4,0
K₂O	0,0-10,0
Σ Alkalioxide	4-14
BaO₂	6,85-10,5
TiO₂	3,5-6,5
ZrO₂	4,5-9,5
Nb₂O₃	5,0-11,5

sowie als Träger der Phototropie zusätzlich zur Grundglaszusammensetzung

Ag₂O
0,05-0,25 Gew.-%
Br	0,07-0,25 Gew.-%
Cl	0,06-0,35 Gew.-%
Σ Br, Cl	0,5 Gew.-%
CuO	0,003-0,015 Gew.-%

Das Grundglas enthält weder Blei noch Cadmium oder Zink und ist bis auf unvermeidbare Rohstoffverunreinigungen frei von Al₂O₃, SrO, CaO und MgO.

Überraschenderweise konnte gefunden werden, daß die Abwesenheit der Oxide von Zink, Blei, Strontium, Calcium und Magnesium eine sehr geringe Halogensynthese (Summe der Halogene 0,5 Gew.-%) erlaubt und nach dem Tempern ein als Brillenglas geeignetes, d. h. trübungsfreies Glas mit sehr guter Abdunkelung und Wiederaufhellung ergibt. Der Verzicht auf die genannten Bestandteile sowie auf Al₂O₃ führt weiter zu einer besseren Stabilität des Glases gegen äußere Angriffe, Fruchtsäuren usw., was insbesondere für das Aluminiumoxid überrascht.

Eine besonders günstige Grundglaszusammensetzung besitzt, ausgedrückt in Gewichtprozenten auf Oxidbasis, folgende Zusammensetzung:

SiO₂
44-49
B₂O₃	14-18
Σ SiO₂, B₂O₃	58-67
Li₂O	1-2
Na₂O	0-4
K₂O	2-8
Σ Alkalioxide	4-14
BaO₂	6,85-10,5
TiO₂	4-6
ZrO₂	4,5-8
Nb₂O₃	7-11

Diese Grundglaszusammensetzung ist bevorzugt, weil sie ein Optimum an niedrigen Kosten und chemischer Stabilität aufweist. Sie ist hinreichend entglasungsfest für eine Brillenglasproduktion in kontinuierlich betriebenen Wannen.

Zum Zwecke der Braunfärbung im belichteten Zustand kann das Glas in an sich bekannter Weise zusätzlich noch mit 1-3 ppm Gold oder einem oder mehreren der Platinmetalle, insbesondere mit Palladium, dotiert sein. Es kann darüber hinaus vorteilhaft sein, dem Glas eine Grundfärbung, z. B. durch Zusatz von bis zu 1,5 Gew.-% färbender Oxide zu verleihen. Insbesondere geeignet sind z. B. bis zu 1 Gew.-% Er₂O₃, Nd₂O₃ und/oder 0,1 Gew.-% CoO, 0,3 Gew.-% NiO oder 0,1 Gew.-% Cr₂O₃.

In der Tabelle sind Beispiele für erfindungsgemäße Gläser in Gewichtsprozenten gezeigt. Allen Gläsern wurde in der Synthese Silberoxid, Chlor, Brom und Kupferoxid beigefügt. Die Ansätze wurden alle im 1-l-Platintiegel bei 1350°C geschmolzen und 2,5 h bei 620-640°C getempert. Die angeführten Beispiele erfüllen alle an ein Brillenglas zu stellenden Anforderungen, wie Beschichtbarkeit mit entspiegelnden Substanzen, Resistenz gegen Fruchtsäfte und andere im Haushalt oder in der Freizeit vorkommende Substanzen.

In der Tabelle bedeuten n_D, n_e sowie ν_D, ν_e die bei den entsprechenden Wellenlängen gemessenen Brechungsindices bzw. Abbe-Zahlen. Die Sättigungstransmission in % ist bei 545 nm gemessen und die Aufhellung 30′ in % ist der Transmissionswert in %, den das Glas nach 30 min Regeneration erreicht. Alle Phototropie-Daten sind an 2 mm dicken Proben bei 23°C ermittelt.

Claims

1. Hochbrechendes phototropes Glas niedriger Dichte, das als Träger der Phototropie Ausscheidungen aufweist, die Silber, Halogene und Kupferoxid enthalten und das eine Dichte 3,0 g/cm³ besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Brechungsindex von 1,60 und eine Abbezahl 40 besitzt und daß es im Ansatz, ausgedrückt in Gewichtsprozenten auf Oxidbasis, enthält: SiO₂ 35-50 B₂O₃ 13,5-21 Σ SiO₂, B₂O₃ 50-70 Li₂O 0,0-2,5 Na₂O 0,0-4,0 K₂O 0,0-10,0 Σ Alkalioxide 4-14 BaO₂ 6,85-10,5 TiO₂ 3,5-6,5 ZrO₂ 4,5-9,5 Nb₂O₃ 5,0-11,5

sowie als Träger der Phototropie zusätzlich zur Grundglaszusammensetzung Ag₂O 0,05-0,25 Gew.-% Br 0,07-0,25 Gew.-% Cl 0,06-0,35 Gew.-% Σ Br, Cl 0,5 Gew.-% CuO 0,003-0,015 Gew.-%

2. Hochbrechendes phototropes Glas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Grundglaszusammensetzung, ausgedrückt in Gewichtsprozenten auf Oxidbasis, besitzt von: SiO₂ 44-49 B₂O₃ 14-18 Σ SiO₂, B₂O₃ 58-67 Li₂O 1-2 Na₂O 0-4 K₂O 2-8 Σ Alkalioxide 4-14 BaO₂ 6,85-10,5 TiO₂ 4-6 ZrO₂ 4,5-8 Nb₂O₃ 7-11

3. Hochbrechendes phototropes Glas nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es zum Zwecke der Braunfärbung im belichteten Zustand mit 1 bis 3 ppm Gold oder einem oder mehreren der Platinmetalle dotiert ist.

4. Hochbrechendes phototropes Glas nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Farbgebung zusätzlich bis zu 1,5 Gew.-% färbende Oxide enthält.