DE819891C

DE819891C - Glas

Info

Publication number: DE819891C
Application number: DEC1215A
Authority: DE
Inventors: William Houston Armistead
Original assignee: Corning Glass Works
Current assignee: Corning Glass Works
Priority date: 1949-09-16
Filing date: 1950-06-10
Publication date: 1951-11-05
Also published as: BE496413A; GB669259A; FR1019496A; US2528634A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Glas, das sich zwecks Herstellung bifokaler Linsen mit Kronglas kombinieren läßt.

Kronglas ist im allgemeinen Alkali-Kalk-Silicatglas. Um die Herstellung von Kronglas zwecks Verwendung in bifokalen Linsen zu vereinheitlichen und seine Kombination mit Flintgläsern und deren Herstellung zu erleichtern, bedient sich die Industrie eines Kronglases, das einen bestimmten thermischen Ausdehnungskoeffizienten, nämlich 94 · 10"~~ cm pro Zentimeter und Grad C innerhalb des Temperaturbereiches von 0 und 300⁰ C besitzt und unter dem Namen Brillenkronglas bekannt ist.

Die hier verwendeten Flintgläser sind im allgemeinen Alkali-Blei-Silicatgläser, die für die D-Linie (nD) einen Brechungsindex zwischen 1,61 und 1,71 zeigen. Um eine spannungsfreie Verbindung zwischen Flint- und Kronglas zu erhalten, muß der thermische Ausdehnungskoeffizient des Flintglases etwas kleiner sein als der des Kronglases, und zwar innerhalb des üblichen Temperaturbereiches zwischen ο und 300⁰ C. Der thermische Ausdehnungskoeffizient des Flintglases liegt vorteilhafterweise zwischen 84 ■ io~⁷ und 91 · 10 ⁷ cm pro Zentimeter und Grad C innerhalb des Temperaturbereiches von ο und 300⁰ C.

Bei der Herstellung von bifokalen Linsen durch Verbindung bekannter Flintgläser mit Brillenkronglas ergab sich bisher ein untragbar niedriger Prozentsatz an einwandfreien Linsen, da in einer ungewöhnlich großen Zahl solcher Linsen sich zahlreiche kleine Gasbläschen während des Zusammenschmelzens bzw. Verkittens an der Berührungsfläche zwischen dem Krön-

und Flintglas bilden. Bei diesen Bläschen handelt es sich nicht um eingeschlossene Luft. Sie entwickelt sich anscheinend aus dem Flintglas, wenn dieses erhitzt wird. Da die Verbindung stets durchgeführt wird, nachdem die zu verbindenden Oberflächen unter erheblichem Kostenaufwand geschliffen und poliert worden sind, so würde es von größtem Vorteil sein, wenn der Prozentsatz an einwandfreien Linsen durch Verminderung oder gänzliche Vermeidung dieser

ίο zwischenflächlichen Bläschen vergrößert werden könnte.

Es wurde nun gefunden, daß dieses Ziel weitgehend erreicht und der Prozentsatz einwandfreier bifokaler Linsen wesentlich vergrößert werden kann, wenn man dem Flintglas bestimmte Mengen an ZrO₂ und Al₂O₃ zusetzt. Auf diese Weise wurden Gläser hergestellt, die eine wesentliche Kostenersparnis bei der Herstellung bifokaler Linsen zur Folge haben und die im Begriff sind, die bekannten Flintgläser auf diesem

ao Anwendungsgebiet zu verdrängen.

Erfindungsgemäß wird ein Glas verwendet, das durch folgende Werte gekennzeichnet ist: 32 bis 48% SiO₂, bis zu 11% K₂O und/oder bis zu 11% Na₂O, gewühschtenfalls bis zu 2°/₀ Li₂O, wobei die Gesamt menge an Alkalimetalloxyd zwischen 6,5 und 11% liegt, 36 bis 54¹Y₀ PbO, 0,5 bis 4% Al₂O₃ und 0,5 bis 7°/₀ ZrO₂, wobei die Gesamtmenge an Al₂O₃ + ZrO₂ 2,5 bis io°/o. und die Gesamtmenge aller angeführten Bestandteile mindestens 92% ausmacht; Brechungsindex (nD) 1,61 bis 1,71; thermischer Ausdehnungskoeffizient zwischen 84 · io~^T und 91 · io~⁷ cm pro Zentimeter und Grad C innerhalb des Temperaturbereiches von 0 bis 300⁰ C.

Gläser, die sich besonders für die Kombination mit Brillenkronglas eignen, enthalten im wesentlichen 32 bis 48% SiO₂, 4 bis 8% K₂O, 0,5 bis 6% Na₂O, wobei die Gesamtmenge an K₂O + Na₂O zwischen 6,5 und ii°/₀ liegt, 38 bis 51 PbO, etwa 2% Al₂O₃ und etwa 3°/₀ ZrO₂, wobei die Gesamtmenge aller angeführten Bestandteile mindestens 92% ausmacht.

SiO₂ 45

K₂O .. 4,5

Na₂0 5,5

Li₂O —

PbO 40

Al₂O₃ 2

ZrO₂ 3

TiO₂ —

Sb₂O₃ —

nD 1,616

Ausdehnungs-

koeffizient ·

mal io~⁷ 89

(2) (3) (4)

34.4 36,2 38,5 7.⁶ 7-4 7.4 0,5 0,7 i,6

48,7 48,9 47,5

.222

3 3 3

3,8 1,8 —

1,700 1,680 1,653

89

90

In den obengenannten Mischungen außer (6) und (9) wurde eine kleine, i°/₀ nicht überschreitende Menge As₂O₃ als Klärmittel verwendet. In den Mischungen (6) und (9) war dieses wegen der Anwesenheit von Sb₂O₃, das ebenfalls als Klärmittel wirkt, nicht nötig.

Nur bei Einhaltung der genannten, wesentlichen und verhältnismäßig eng begrenzten Mengen verhältnisse können Gläser mit den gewünschten Eigenschaften erhalten werden. Wenn auch andere, bei der Herstellung der Gläser bisher üblicherweise verwendete Metalloxyde gewünschtenfalls anwesend sein können, so sollte doch die Gesamtmenge solcher unwesentlicher Oxyde 8°/₀ nicht überschreiten. Es sollten auch nicht mehr als 6°/₀ eines oder mehrerer Oxyde von Metallen der 2. Gruppe des periodischen Systems und nicht mehr als 6°/₀ TiO₂ und gleichfalls nicht mehr als 5°/₀ B₂O₃ anwesend sein. Da B₂O₃ aus unbekannten Gründen die Schleifzeit des Glases ver-. längert, so sollte dieses Oxyd am besten vermieden oder nur sehr sparsam verwendet werden. Im allgemeinen braucht man nicht mehr als 2% Arsenoxyd oder Antimononoxyd, die allein oder auch zusammen als Klärmittel dienen können, zu verwenden.

Änderungen in den Mengenverhältnissen der wesentlichen Bestandteile der erfindungsgemäßen Gläser, d. h. also bezüglich des SiO₂, Alkalimetalloxyds, PbO, Al₂O₃ und ZrO₂ sollten sich aus folgenden Gründen innerhalb der oben angegebenen Grenzen bewegen.

Die zwischenflächliche Blasenbildung während des Zusammenschmelzens kann eintreten, wenn einer oder mehrere der Bestandteile Al₂O₃, ZrO₂ und SiO₂ in zu geringer oder PbO oder Alkalimetalloxyd in zu großer Menge vorhanden sind. Ein Überschuß an Al₂O₃ oder ZrO₂ erhöht andererseits den Erweichungspunkt des Glases in nachteiliger Weise. Bei Mangel an Alkalimetalloxyd nimmt der Ausdehnungskoeffizient des Glases einen zu niedrigen Wert, bei Überschuß einen zu hohen Wert an. Ein kleiner Brechungsindex ist das Ergebnis eines zu geringen Anteils an PbO oder eines zu großen Anteils an SiO₂.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung werden im folgenden Mischungen ohne Berücksichtigung des als Klärmittel evtl. verwendeten Arsenoxyds in Gewichtsprozenten angegeben, die aus den Ansätzen als Oxyde berechnet wurden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Mischungen beschränkt.

105 (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11)

35.6 36,5 33,5 41,9 34,8 34 45

5,5 4 6,5 4,5 4,5 7-8 —

i,4 4 i,5 5,6 3,5 — 9

—· —■ — — 0,5 — —-no

50.7 45 52 41 45 51,4 41
2 2 0,5 4222
ι 5 6 3 5 ι 3
3,8 2,5 — — 3,7 3,8 —

I — — I — —

1,700 1,687 ¹^⁰² 1,622 1,703 1,700 1,621

89 89

90

Gläser der obigen Zusammensetzung neigen nach dem Schleifen, Polieren und Verbinden mit Brillenkronglas entsprechend den zur Herstellung von Bifokallinsen üblichen Verfahren in weit geringerem Maße dazu, zwischenflächliche Bläschen zu bilden, so daß ein wesentlich höherer Prozentsatz guter Linsen'

unter beträchtlicher Einsparung von Kosten erhalten wird, als wenn die bisher bekannten Flintgläser verwendet werden.

Die Mischungen (i), (2), (3) und (4), in denen die wesentlichen Bestandteile in den vorteilhaftesten Verhältnissen vorliegen, sind für den vorliegenden Zweck besonders geeignet, da sie im wesentlichen den gleichen Erweichungspunkt haben, der zwischen 633 und 635⁰ C liegt. Ihre Brechungsindizes umfassen die Werte von 1,616 bis 1,700, was für Bifokallinsen besonders wertvoll ist. Bei Verwendung der Mischungen (1), (2), (3) und (4) können Bifokallinsen auch stark voneinander abweichender optischen Aufbaues in einem einzigen Ofen erhitzt und gleichzeitig verschmolzen werden unter entsprechender Einsparung von Zeit und Kosten. Die Mischung (1) zeichnet sich hierbei allgemein ganz besonders aus.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Glas, das sich besonders für die Kombination mit Kronglas bei der Herstellung von Bifokallinsen eignet, dadurch gekennzeichnet, daß es 32 bis 48% SiO₂, bis zu ii°/₀ K₂O und/oder bis zu 11% Na₂O, gewünschtenfalls bis zu 2% Li₂O, wobei die Gesamtmenge an Alkalimetalloxyd zwischen 6,5 und 11% liegt, 36 bis 54«/₀ PbO, 0,5 bis ₄°/₀ Al₂O₃ und 0,5 bis 7% ZrO₂ enthält, wobei die Gesamtmenge an Al₂O₃ + ZrO₂ 2,5 bis 10%, und die Gesamtmenge aller genannten Bestandteile mindestens o,2⁰/₀ ausmacht, und daß das Glas den Brechungsindex (nD) von 1,61 bis 1,71 und einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen 84 · io~⁷ und 91 · io"⁷ cm pro Zentimeter und Grad C innerhalb des Temperaturbereiches von ο bis 300° C besitzt.
2. Glas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es 32 bis 48% SiO₂, 4 bis 8% K₂O, 0,5 bis 6°/₀ Na₂O, 38 bis 51% PbO, etwa 2% ' Al₂O₃ und etwa 3% ZrO₂ enthält.
3. Glas nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es nicht mehr als 6% eines oder mehrerer Oxyde von Metallen der 2. Gruppe des periodischen Systems enthält.
4. Glas nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es nicht mehr als 6% TiO₂ enthält.
5. Glas nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es nicht mehr als 5% B2O3 enthält.
6. Glas nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es etwa 45% SiO₂, 4,5°/₀ K₂O, 5,5% Na₂O, 40% PbO, 2«/₀ Al₂O₃ und ₃°/o ZrO₂ enthält.

O 2155 10.