FR2778398A1 - CROWN GLASSES AND FLINT LANTHANE AND LEAD FREE GLASSES - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne des verres crown et des verres flint au lanthane et sans plomb, dont l'indice de réfraction vaut de 1, 66 à 1, 76 et dont le nombre d'Abbe vaut de 46 à 57. Ces verres ont la composition suivante, en oxydes et en pourcentages pondéraux :SiO2 1 - 9; B2 O3 29 - 43, 5; La2 O3 27 - 40;CaO 5, 5 - 10; SrO 0 - 3, 5; MgO 0 - 4, 5; ZnO 3, 5 - 10;TiO2 0, 1 - 3, 5; ZrO2 3, 5 - 9.The present invention relates to lanthanum and lead-free crown glasses and flint glasses, whose refractive index is from 1.66 to 1.76 and whose Abbe number is from 46 to 57. These glasses have the composition following, in oxides and in weight percentages: SiO2 1 - 9; B2O3 29-43.5; La2 O3 27 - 40; CaO 5.5 - 10; SrO 0 - 3.5; MgO 0 - 4.5; ZnO 3.5 - 10; TiO2 0.1 - 3.5; ZrO2 3.5 - 9.
Description
Verres crown et verres flint au lanthane et sans plomb La présenteCrown and lead-free lantern and flint glasses
invention concerne des verres crown et des verres flint au lanthane et sans plomb, dont l'indice de réfraction nd vaut de The invention relates to crown glasses and lead-free lanthanum flint glasses, the refractive index nd being equal to
1,66 à 1,76 et le nombre d'Abbe vd vaut de 46 à 57. 1.66 to 1.76 and the number of Abbe vd is from 46 to 57.
Puisqu'on remet actuellement en cause l'utilisation des com- Since we are currently questioning the use of
posants de verres PbO et As203 parce que ce sont des polluants pour l'environnement, les fabricants d'instruments d'optique ont besoin de verres qui ne contiennent pas de PbO, non plus que, de préférence, posers of PbO and As203 glasses because they are pollutants for the environment, the manufacturers of optical instruments need glasses which do not contain PbO, nor, preferably,
d'As203, mais qui conservent des propriétés optiques intéressantes. of As203, but which retain interesting optical properties.
Si l'on ne fait que remplacer l'oxyde de plomb par un ou plu- If you just replace lead oxide with one or more
sieurs composants, on ne parvient généralement pas à retrouver les propriétés optiques et techniques du verre voulues, dues au PbO. Au lieu de faire cela, il est indispensable d'apporter aux compositions de verre des modifications profondes, ou même de mettre au point des In various components, it is generally not possible to find the desired optical and technical properties of the glass, due to PbO. Instead of doing this, it is essential to make profound modifications to glass compositions, or even to develop
compositions de verre entièrement nouvelles. completely new glass compositions.
On peut considérer que la technique antérieure est en particu- The prior art can be considered to be in particular
lier constituée par les documents dont il est question ci-dessous et o sont décrits des verres sans plomb dont les indices optiques ont des link consisting of the documents referred to below and where are described lead-free glasses whose optical indices have
valeurs situées dans les intervalles indiqués plus haut ou dans les do- values located in the ranges indicated above or in the
maines proches de ces intervalles, mais qui présentent de très divers hands close to these intervals, but with very different
inconvénients.disadvantages.
Dans le document DE-B1 061 976, on décrit un verre de base appartenant au système B203-SiO2-La203 et présentant une forte teneur en La203, ainsi que des verres obtenus par addition, à ce verre de base, d'oxyde d'aluminium et/ou d'oxyde d'yttrium et d'oxydes de certains métaux, en particulier d'oxydes de métaux alcalino-terreux, d'oxyde de zirconium, d'oxyde de zinc et/ou d'oxyde de cadmium, ou In document DE-B1 061 976, a base glass belonging to the B203-SiO2-La203 system and having a high La203 content is described, as well as glasses obtained by adding, to this base glass, oxide of aluminum and / or yttrium oxide and oxides of certain metals, in particular alkaline earth metal oxides, zirconium oxide, zinc oxide and / or cadmium oxide, or
des verres qui ne présentent que de faibles teneurs en B203, mais seu- glasses which have only low levels of B203, but only
lement quand il y a de l'A1203, de l'Y203 et d'autres adjuvants. Ces verres sont très coûteux en raison de la nature de leurs composants, et il est difficile de les fondre ou leur résistance à la dévitrification n'est when there is A1203, Y203 and other additives. These glasses are very expensive due to the nature of their components, and it is difficult to melt them or their resistance to devitrification is
pas satisfaisante.not satisfactory.
Dans le brevet GB n 1 136 239, on décrit une lampe à élec- In GB patent 1,136,239, an electric lamp is described.
troluminescence o il y a un verre qui comporte un oxyde d'un métal des terres rares, un oxyde formateur de verre et un oxyde d'un métal divalent, et dans lequel le phosphor est incorporé. Les composants troluminescence o there is a glass which comprises an oxide of a rare earth metal, a glass forming oxide and an oxide of a divalent metal, and in which the phosphor is incorporated. The components
possibles, y compris les adjuvants supplémentaires, sont assez nom- are possible, including additional adjuvants,
breux et leurs proportions varient dans de très larges intervalles. Mais ces verres n'offrent pas les performances de haut niveau que l'on exige breux and their proportions vary in very wide intervals. But these glasses do not offer the high level performance that is required
des verres d'optique.optical glasses.
Dans le document JP-A-55/121925 (1980), on divulgue des verres flint denses au lanthane, c'est-à-dire des verres à fort indice de réfraction et à faible nombre d'Abbe, qui contiennent du ZnO et du SrO et/ou du BaO en tant qu'oxydes de métaux divalents. On peut en outre y ajouter du MgO et de petites quantités de CaO. SiO2 n'en est lui aussi qu'un composant facultatif. Ces verres, dont les situations optiques (situations dans le diagramme des coordonnées optiques nd et Vd) sont différentes de celles auxquelles on souhaite parvenir dans Document JP-A-55/121925 (1980) discloses dense lanthanum flint glasses, that is to say glasses with high refractive index and low Abbe number, which contain ZnO and SrO and / or BaO as oxides of divalent metals. In addition, MgO and small amounts of CaO can be added. SiO2 is also only an optional component. These glasses, whose optical situations (situations in the diagram of the optical coordinates nd and Vd) are different from those which one wishes to achieve in
la présente invention, ne présentent pas eux non plus une bonne résis- the present invention do not exhibit good resistance either.
tance à la dévitrification.devitrification.
Dans le brevet allemand n 22 65 703 (C2), on divulgue des verres d'optique appartenant au système B203-Gd203-La203. Pour bien résister à la dévitrification, ces verres doivent contenir au moins 2 % en poids de Gd203, et ils peuvent en contenir jusqu'à 50 % en poids. La présence de ce composant coûteux en des proportions aussi In German patent No. 22 65 703 (C2), optical glasses belonging to the B203-Gd203-La203 system are disclosed. To resist devitrification well, these glasses must contain at least 2% by weight of Gd203, and they can contain up to 50% by weight. The presence of this expensive component in proportions also
importantes augmente énormément le prix de ces verres. important increases the price of these glasses enormously.
Dans le document JP-A-62/100449 (1987), on divulgue des verres o il faut apporter jusqu'à 2 % en poids de Sb203. Mais quand on emploie ce composant en de telles proportions, il est indispensable In document JP-A-62/100449 (1987), there are disclosed glasses where it is necessary to provide up to 2% by weight of Sb203. But when we use this component in such proportions, it is essential
de renforcer, pendant les opérations de production, les mesures de pré- strengthen, during production operations, the pre-
caution prises afin de protéger le personnel concerné, et d'autre part, le pouvoir de transmission des verres diminue beaucoup. En outre, ces bail taken to protect the personnel concerned, and on the other hand, the transmission power of the glasses decreases a lot. In addition, these
verres contiennent obligatoirement du Li2O, qui augmente leur propen- glasses must contain Li2O, which increases their propensity
sion à la dévitrification.devitrification.
De même, les verres décrits dans le document JP-A-60/221338 (1985) contiennent obligatoirement du Li2O. Il est par ailleurs indis- pensable d'y incorporer, outre du La203, jusqu'à 20 % en poids d'Y203, composant très coûteux, afin de faire varier l'indice de réfraction. Les verres à haute teneur en ZnO décrits dans le document JP-B-54/6243 Likewise, the glasses described in document JP-A-60/221338 (1985) necessarily contain Li2O. It is also essential to incorporate therein, in addition to La203, up to 20% by weight of Y203, a very expensive component, in order to vary the refractive index. Glasses with a high ZnO content described in document JP-B-54/6243
(1979) contiennent eux aussi de l'Y203. (1979) also contain Y203.
Dans les verres décrits dans le document JP-A-53/4023 (1978), il est obligatoire de mettre du HfO2. Mais ce composant, utilisé au lieu In the glasses described in document JP-A-53/4023 (1978), it is mandatory to use HfO2. But this component, used instead
du La20O3, augmente lui aussi énormément le prix de ces verres. La20O3, also greatly increases the price of these glasses.
C'est l'un des buts de la présente invention que de proposer des verres d'optique, flint ou crown, au lanthane et sans plomb, dont l'indice de réfraction nd vaille de 1,66 à 1,76 et le nombre d'Abbe vd vaille de 46 à 57, qui se comportent bienlors de la fonte et se prêtent bien à la mise en oeuvre, et dont la fabrication soit peu coûteuse. Il faut aussi que ces verres présentent une résistance satisfaisante à la dévitrification. Ce but est atteint grâce à des verres crown et des verres flint au lanthane et sans plomb, dont les indices de réfraction nd valent de It is one of the aims of the present invention to propose optical glasses, flint or crown, with lanthanum and lead-free, whose refractive index nd is equivalent to 1.66 to 1.76 and the number d'Abbe vd is worth 46 to 57, which behaves well during melting and lend themselves well to implementation, and whose manufacture is inexpensive. These glasses must also have a satisfactory resistance to devitrification. This object is achieved with crown glasses and lead-free flint lanthanum glasses, whose refractive indices nd are worth
1,66 à 1,76 et dont les nombres d'Abbe vd valent de 46 à 57. La com- 1.66 to 1.76 and whose Abbe vd numbers are from 46 to 57. The com-
position de ces verres est la suivante, en oxydes et en pourcentages pondéraux (Composition A): SiO2 1 - 9 position of these glasses is as follows, in oxides and in weight percentages (Composition A): SiO2 1 - 9
B203 29 - 43,5B203 29 - 43.5
La203 27 - 40 CaO 5,5- 10 SrO 0- 3,5 MgO 0 - 4,5 ZnO 3,5 - 10 TiO2 0,1 3,5 ZrO2 3,5 - 9 La203 27 - 40 CaO 5.5- 10 SrO 0- 3.5 MgO 0 - 4.5 ZnO 3.5 - 10 TiO2 0.1 3.5 ZrO2 3.5 - 9
Si on le souhaite, on peut y ajouter des agents d'affinage, en les quan- If desired, refining agents can be added to them,
tités usuelles.usual tities.
Les verres de l'invention contiennent de 29 à 43,5 % en poids, et de préférence au plus 43 % en poids, de l'oxyde formateur de verre qu'est B203. S'ils en contenaient plus, leur résistance aux agents chimiques serait amoindrie. Leur teneur minimale en B203 est assez élevée pour qu'ils puissent ne contenir qu'une proportion assez faible, de 1 à 9 % en poids, de l'oxyde formateur de verre qu'est SiO2. Que la teneur en SiO2 soit aussi faible a en premier lieu des effets avantageux sur les conditions de fonte du mélange vitrifiable: le point de fusion de ce mélange est abaissé, et la durée de la fonte est diminuée. En second lieu, cela facilite l'introduction de grandes quantités d'oxyde The glasses of the invention contain from 29 to 43.5% by weight, and preferably at most 43% by weight, of the glass-forming oxide that is B203. If they contained more, their resistance to chemicals would be reduced. Their minimum content of B203 is high enough so that they can contain only a fairly low proportion, from 1 to 9% by weight, of the glass-forming oxide that is SiO2. The fact that the SiO2 content is also low has firstly advantageous effects on the melting conditions of the vitrifiable mixture: the melting point of this mixture is lowered, and the duration of the melting is reduced. Second, it facilitates the introduction of large amounts of oxide
de lanthane.lanthanum.
C'est que les verres de l'invention contiennent en effet de 27 à 40 % en poids, et de préférence de 29 à 40 % en poids, de La203. Du fait que la teneur en oxyde de lanthane se trouve dans cet intervalle, il This is because the glasses of the invention indeed contain from 27 to 40% by weight, and preferably from 29 to 40% by weight, of La203. Since the lanthanum oxide content is within this range, it
est plus facile de parvenir à la situation optique voulue, et en particu- is easier to achieve the desired optical situation, and in particular
lier, d'obtenir des verres présentant à la fois un nombre d'Abbe modéré et un indice de réfraction élevé. De plus, La203 augmente le pouvoir bind, to obtain glasses having both a moderate Abbe number and a high refractive index. In addition, La203 increases the power
de transmission des verres, ainsi que leur résistance à la dévitrifica- of transmission of the glasses, as well as their resistance to devitrification
tion. Mais si la proportion de La203 était encore plus importante, cela n'aurait pour effet que de donner des valeurs de nd et vd différentes de tion. But if the proportion of La203 was even higher, this would only have the effect of giving values of nd and vd different from
celles que l'on cherche à obtenir, ainsi que d'augmenter sans contre- those we seek, as well as increase without counter
partie le coût de la composition vitrifiable. part of the cost of the batch composition.
Les verres de l'invention contiennent de 0,1 à 3,5 % en poids, et de préférence de 0,1 à 3 % en poids, de TiO2, ainsi que de 3,5 à 9 % en poids, et de préférence de 4 à 9 % en poids, de ZrO2. Utilisés en ces proportions, ces deux composants améliorent la résistance des verres The glasses of the invention contain from 0.1 to 3.5% by weight, and preferably from 0.1 to 3% by weight, of TiO2, as well as from 3.5 to 9% by weight, and preferably from 4 to 9% by weight, of ZrO2. Used in these proportions, these two components improve the resistance of the glasses
aux agents chimiques. Donc, non seulement facilitent-ils l'incorpora- chemical agents. So not only do they facilitate the incorporation
tion de B203 en les teneurs élevées mentionnées ci-dessus, mais en outre, ce qui est étonnant, ils rendent les verres plus résistants aux alcalis et aux acides que ne le sont les verres habituels au plomb qui tion of B203 in the high contents mentioned above, but furthermore, which is surprising, they make the glasses more resistant to alkalis and acids than are the usual lead glasses which
ont la même situation optique.have the same optical situation.
Les verres de l'invention contiennent de 3,5 à 10 % en poids, The glasses of the invention contain from 3.5 to 10% by weight,
et de préférence de 4 à 10 % en poids, de ZnO. Utilisé en ces propor- and preferably from 4 to 10% by weight, of ZnO. Used in these proportions
tions, ce composant a pour effet de donner des verres qui résistent tions, this component has the effect of giving glasses which resist
mieux à la coloration et qui sont moins enclins à se dévitrifier. better at coloring and who are less inclined to devitrify.
Il est vrai que, si l'on augmentait les proportions de TiO2, ZrO2 et ZnO au-delà des valeurs maximales indiquées ci-dessus pour chacun de ces composants, cela aurait un effet encore positif sur le comportement de dévitrification, autrement dit, cela provoquerait une augmentation supplémentaire de la résistance à la dévitrification, mais par contre, cela entraînerait une dégradation des conditions de fonte It is true that, if the proportions of TiO2, ZrO2 and ZnO were increased beyond the maximum values indicated above for each of these components, this would have an even positive effect on the devitrification behavior, in other words, that would cause a further increase in the resistance to devitrification, but on the other hand it would lead to a deterioration of the melting conditions
du mélange vitrifiable.of the batch.
Au lieu de cela, afin d'obtenir des verres très résistants à la dévitrification sans pratiquement devoir se soucier des conditions de fonte du mélange vitrifiable, on y introduit, selon l'invention, de 5,5 à 10 % en poids, et de préférence de 5,5 à 9,5 % en poids, de CaO. Si Instead, in order to obtain glasses very resistant to devitrification without practically having to worry about the melting conditions of the vitrifiable mixture, there are introduced, according to the invention, from 5.5 to 10% by weight, and preferably 5.5 to 9.5% by weight of CaO. Yes
ce composant se trouvait en une proportion plus faible, les verres ver- this component was found in a lower proportion, the glasses
raient diminuer leur résistance à la dévitrification, mais s'il se trouvait would decrease their resistance to devitrification, but if it were
en une proportion plus importante, c'est leur résistance aux agents chi- in a larger proportion, it is their resistance to chemical agents
miques qui s'affaiblirait.which would weaken.
Pour améliorer encore davantage leur résistance à la dévitri- To further improve their resistance to devitri-
fication, on peut mettre dans les verres de l'invention jusqu'à 3,5 % en poids, et de préférence jusqu'à 3 % en poids, de SrO, ainsi que jusqu'à 4,5 % en poids, et de préférence jusqu'à 4 % en poids, de MgO. Si ces proportions maximales respectives étaient dépassées, c'est à nouveau Fication, we can put in the glasses of the invention up to 3.5% by weight, and preferably up to 3% by weight, of SrO, as well as up to 4.5% by weight, and preferably up to 4% by weight, of MgO. If these respective maximum proportions were exceeded, it is again
la résistance des verres aux agents chimiques qui en pâtirait. the resistance of the glasses to the chemical agents which would suffer from it.
Selon un mode particulier de réalisation, des verres crown au lanthane de l'invention ou des verres flint au lanthane de l'invention contiennent au moins 35 % en poids de La203, mais ils ne contiennent ni SrO, ni MgO, et contiennent relativement peu de ZnO et de CaO, soit au plus 6 % et 7,5 % en poids, respectivement. Par conséquent, les verres de cet ensemble contiennent de préférence, en oxydes et en pourcentages pondéraux: SiO2 1 - 9 According to a particular embodiment, lanthanum crown glasses of the invention or lanthanum flint glasses of the invention contain at least 35% by weight of La203, but they contain neither SrO nor MgO, and contain relatively little of ZnO and CaO, ie at most 6% and 7.5% by weight, respectively. Consequently, the glasses of this set preferably contain, in oxides and in weight percentages: SiO2 1 - 9
B203 29 - 43B203 29 - 43
La203 35 - 40 CaO 5,5 - 7,5 ZnO 4- 6 TiO2 0,1 - 3 ZrO2 4- 9 L'indice de réfraction nd de ces verres vaut de 1, 69 à 1,76 et leur La203 35 - 40 CaO 5.5 - 7.5 ZnO 4- 6 TiO2 0.1 - 3 ZrO2 4- 9 The refractive index nd of these glasses is 1.69 to 1.76 and their
nombre d'Abbe vd vaut de 46 à 54.number of Abbe vd is from 46 to 54.
Selon un autre mode particulier de réalisation, des verres de l'invention contiennent du SrO et/ou du MgO, et plus précisément, au moins 0,1 % en poids de (SrO + MgO). Ces verres ont l'avantage, par rapport à des verres sans SrO ni MgO, d'opposer une résistance un peu According to another particular embodiment, glasses of the invention contain SrO and / or MgO, and more precisely, at least 0.1% by weight of (SrO + MgO). These glasses have the advantage, compared to glasses without SrO or MgO, of opposing a little resistance
meilleure à la dévitrification et d'être moins denses. better at devitrification and to be less dense.
Au sein de cet ensemble de verres, les verres qui contiennent Within this set of glasses, the glasses that contain
du SrO, mais ne contiennent pas de MgO constituent une première va- of SrO, but do not contain MgO constitute a first va-
riante particulière de réalisation de l'invention. Ce qui les différencie des verres sans SrO, mais contenant du MgO, lesquels sont décrits plus loin, c'est qu'ils présentent une densité plus faible et un coefficient de dilatation thermique plus petit. Leur composition, en oxydes et en pourcentages pondéraux, est de préférence la suivante: SiO2 2,5 - 4,5 mieux encore 2,5 - 4 B203 35 (mieux, > 35) - 42 mieux encore 37 - 40 La203 31 - 40 mieux encore 32 - 38 CaO 6- 8 mieux encore 7 - 8 SrO 0,1 - 2 mieux encore 0,5 - 1,5 ZnO 4,5 - 7,5 mieux encore 5 - 7 TiO2 0, 5 - 2,5 mieux encore 1 - 2,5 ZrO2 5 - 9 mieux encore 6 - 7 L'indice de réfraction nd de ces verres vaut de 1, 69 à 1,75 et leur nombre d'Abbe vd vaut de 48 à 54. Dans le cas des verres présentant particular riant of realization of the invention. What differentiates them from glasses without SrO, but containing MgO, which are described below, is that they have a lower density and a lower coefficient of thermal expansion. Their composition, in oxides and in weight percentages, is preferably as follows: SiO2 2.5 - 4.5 better still 2.5 - 4 B203 35 (better,> 35) - 42 better still 37 - 40 La203 31 - 40 better still 32 - 38 CaO 6- 8 better still 7 - 8 SrO 0.1 - 2 better still 0.5 - 1.5 ZnO 4.5 - 7.5 better still 5 - 7 TiO2 0.5 - 2.5 better still 1 - 2.5 ZrO2 5 - 9 better still 6 - 7 The refractive index nd of these glasses is worth from 1.69 to 1.75 and their number of Abbe vd is worth from 48 to 54. In the case glasses presenting
les compositions préférées, ces coordonnées optiques valent respecti- preferred compositions, these optical coordinates are respectively
vement de 1,70 à 1,72 et de 48 à 51. from 1.70 to 1.72 and from 48 to 51.
Les verres qui contiennent du MgO, mais ne contiennent pas Glasses that contain MgO, but do not contain
de SrO, mentionnés ci-dessus, constituent une deuxième variante parti- of SrO, mentioned above, constitute a second partial variant
culière de réalisation de l'invention. Leur composition, en oxydes et en pourcentages pondéraux, est de préférence la suivante SiO2 5 (mieux, > 5) - 7,5 of the invention. Their composition, in oxides and in weight percentages, is preferably the following SiO2 5 (better,> 5) - 7.5
B203 30 - 39B203 30 - 39
La203 30- 39 CaO 6- 8 MgO 1 - 3 ZnO 6 - 9 TiO2 0,5 - 2,5 ZrO2 5- 8 L'indice de réfraction nd de ces verres vaut de 1,69 à 1,75 et leur nombre d'Abbe vd vaut de 48 à 54. Parmi les verres de l'invention, de composition déjà indiquée La203 30- 39 CaO 6- 8 MgO 1 - 3 ZnO 6 - 9 TiO2 0.5 - 2.5 ZrO2 5- 8 The refractive index nd of these glasses is 1.69 to 1.75 and their number d 'Abbe vd is worth from 48 to 54. Among the glasses of the invention, of composition already indicated
(Composition A), il y a encore deux autres groupes de verres très inté- (Composition A), there are two other groups of very integrated glasses
ressants, qui se distinguent par leur teneur en TiO2. substances, which are distinguished by their TiO2 content.
Dans le premier de ces groupes, il y a des verres qui contien- In the first of these groups, there are glasses which contain-
nent du MgO et dont la teneur en TiO2 se situe vers le haut de l'inter- are MgO and have a TiO2 content near the top of the
valle global déjà mentionné, c'est-à-dire des verres dont la composi- global valley already mentioned, i.e. glasses whose composition
tion, en oxydes et en pourcentages pondéraux, est la suivante: SiO2 3,5 4,5 tion, in oxides and in weight percentages, is as follows: SiO2 3.5 4.5
B203 41 - 43B203 41 - 43
La203 27 - 31 CaO 8- 10 MgO 3,5 - 4,5 ZnO 3,5 - 4,5 TiO2 2,5 - 3,5 ZrO2 3,5 - 4,5 L'indice de réfraction nd de ces verres vaut de 1,68 à 1,70 et leur La203 27 - 31 CaO 8 - 10 MgO 3.5 - 4.5 ZnO 3.5 - 4.5 TiO2 2.5 - 3.5 ZrO2 3.5 - 4.5 The refractive index nd of these glasses is from 1.68 to 1.70 and their
nombre d'Abbe vd vaut de 49 à 51.number of Abbe vd is from 49 to 51.
Dans le deuxième de ces groupes sont rassemblés des verres qui contiennent du MgO et du SrO, mais dont la teneur en TiO2 est relativement faible. Leur composition, en oxydes et en pourcentages pondéraux, est la suivante SiO2 3,5 - 4,5 In the second of these groups are gathered glasses which contain MgO and SrO, but whose TiO2 content is relatively low. Their composition, in oxides and in weight percentages, is as follows SiO2 3.5 - 4.5
B203 41 - 43B203 41 - 43
La203 27- 31 CaO 8,5 - 9,5 SrO 2,5 - 3,5 MgO 3,5 - 4,5 ZnO 3,5 - 4,5 TiO2 0,1 - 1 ZrO2 3,5 - 4,5 Il s'agit de verres crown au lanthane dont l'indice de réfraction nd vaut La203 27- 31 CaO 8.5 - 9.5 SrO 2.5 - 3.5 MgO 3.5 - 4.5 ZnO 3.5 - 4.5 TiO2 0.1 - 1 ZrO2 3.5 - 4.5 These are lanthanum crown glasses whose refractive index nd is
de 1,66 à 1,69 et dont le nombre d'Abbe vd vaut de 54 à 56. from 1.66 to 1.69 and whose number of Abbe vd is from 54 to 56.
Afin d'améliorer la qualité du verre obtenu, on peut ajouter au mélange vitrifiable un ou plusieurs agents d'affinage connus, en les quantités habituellement suffisantes pour réaliser l'affinage du verre. C'est ainsi que l'on peut obtenir un verre dont l'aspect interne est alors particulièrement bon, notamment pour ce qui est de l'absence de bulles In order to improve the quality of the glass obtained, one or more known refining agents may be added to the batch mixture, in the amounts usually sufficient to effect the refining of the glass. This is how we can obtain a glass whose internal appearance is then particularly good, in particular as regards the absence of bubbles.
et de fils.and sons.
Si ce n'est pas de l'As203 qu'on emploie comme agent d'affi- If it is not As203 that is used as a
nage, mais par exemple du Sb203, de préférence en une proportion valant jusqu'à 0,3 % en poids, ce qui est possible sans que le verre obtenu perde de sa qualité, les verres sans plomb de l'invention ne swims, but for example Sb203, preferably in a proportion of up to 0.3% by weight, which is possible without the glass obtained losing its quality, the lead-free glasses of the invention do not
contiendront pas non plus d'arsenic. will not contain arsenic either.
La présente invention permet donc de produire des verres qui, tout en possédant les propriétés optiques voulues, ne contiennent pas d'oxydes de métaux alcalins, ni de BaO, A1203, Nb2O5, Y203 ou Ta203, à part les impuretés habituelles. Ceci présente divers avantages, par exemple pour ce qui concerne le comportement lors de la fonte ou la The present invention therefore makes it possible to produce glasses which, while having the desired optical properties, do not contain oxides of alkali metals, nor of BaO, A1203, Nb2O5, Y203 or Ta203, apart from the usual impurities. This has various advantages, for example with regard to behavior during melting or
résistance à la dévitrification, ainsi que pour ce qui est du coût de pro- resistance to devitrification, as well as with regard to the cost of pro-
duction de ces verres, qui est faible. duction of these glasses, which is weak.
Les nouveaux verres de l'invention apportent les avantages The new glasses of the invention bring the advantages
indiqués dans ce qui suit.shown in the following.
Ces verres ne contiennent pas de PbO, et selon un mode pré- These glasses do not contain PbO, and in a pre-
féré de réalisation, ils ne contiennent pas non plus d'As203. En compa- a real achievement, they also do not contain As203. In comparison
raison des verres classiques contenant du PbO et se situant dans le même domaine de coordonnées optiques, ils sont "plus longs", ce qui veut dire qu'ils se prêtent bien au travail dans un plus large intervalle because of conventional glasses containing PbO and being in the same range of optical coordinates, they are "longer", which means that they are suitable for work in a wider range
de température.of temperature.
Les verres de l'invention résistent bien aux agents chimiques, et en particulier, ils résistent très bien aux alcalis. C'est ainsi que, The glasses of the invention resist chemical agents well, and in particular, they resist alkalies very well. Therefore,
comparés aux verres classiques contenant du plomb et de même situa- compared to conventional glasses containing lead and of the same situa-
tion optique, ils présentent à la fois une meilleure résistance aux aci- they have both better resistance to
des (par exemple, le verre n0 8 - voir le Tableau 2 dans les exemples - (for example, glass # 8 - see Table 2 in the examples -
présente une résistance aux acides notée 52,0, au lieu de 52,3 pour un verre équivalent contenant du plomb) et une meilleure résistance aux alcalis (par exemple, le verre n 8 présente une résistance aux alcalis has an acid resistance marked 52.0, instead of 52.3 for an equivalent glass containing lead) and better resistance to alkalis (for example, glass n 8 has resistance to alkalis
notée 1,0, au lieu de 1,2 pour un verre équivalent contenant du plomb). noted 1.0, instead of 1.2 for an equivalent glass containing lead).
La forte résistance de ces verres aux agents chimiques a beaucoup d'importance pour leur traitement mécanique ultérieur, par exemple pour les opérations de meulage et de polissage. The high resistance of these glasses to chemical agents is very important for their subsequent mechanical treatment, for example for grinding and polishing operations.
Ces verres présentent aussi une forte résistance à la dévitrifi- These glasses also have a high resistance to devitrification.
cation, ce qui permet de les fabriquer dans des équipements de fonte de verre assez grands, par exemple dans un four à bassin. On peut se faire une idée de la résistance d'un verre à la dévitrification d'après sa cation, which makes it possible to manufacture them in fairly large glass-melting equipment, for example in a basin furnace. We can get an idea of the resistance of a glass to devitrification according to its
limite supérieure de dévitrification ou d'après sa viscosité à cette tem- upper devitrification limit or according to its viscosity at this time
pérature. Pour une fabrication en continu, celle-ci doit être supérieure ou égale à 100 Pa.s. Les nouveaux verres de l'invention satisfont à ce critère. Les verres de l'invention sont faciles à fondre et à mettre en oeuvre, et leur masse volumique, inférieure ou égale à 4,0 g/cm3, est temperature. For continuous production, this must be greater than or equal to 100 Pa.s. The new glasses of the invention meet this criterion. The glasses of the invention are easy to melt and process, and their density, less than or equal to 4.0 g / cm3, is
relativement faible.relatively small.
ExemplesExamples
On a fabriqué huit exemples de nouveaux verres de l'inven- Eight examples of new inventive glasses were made.
tion, à partir de matières premières habituelles. tion, from usual raw materials.
Dans le Tableau 2 sont indiqués, pour chacun des verres fa- In Table 2 are indicated, for each of the glasses fa-
briqués, sa composition, en pourcentages pondéraux et en oxydes, son indice de réfraction nd, son nombre d'Abbe vd, sa masse volumique p en g/cm3, son coefficient de dilatation thermique o20/300 en 10-6.K-1, brick, its composition, in percentages by weight and in oxides, its refractive index nd, its Abbe number vd, its density p in g / cm3, its coefficient of thermal expansion o20 / 300 in 10-6.K-1 ,
et sa température de transition vitreuse Tv en C. and its glass transition temperature Tv in C.
On fabrique ces nouveaux verres de la façon suivante. Tout We make these new glasses as follows. All
d'abord, on pèse les matières premières employées, qui sont de préfé- first, we weigh the raw materials used, which are preferably
rence des carbonates et des oxydes, et l'on ajoute l'agent d'affinage, puis on mélange bien tous ces composants. On fait fondre ce mélange à une température d'environ 1200 à 1360 C, puis on l'affine et on carbonates and oxides, and the refining agent is added, then all of these components are mixed well. This mixture is melted at a temperature of about 1200 to 1360 C, then it is refined and
lhomogénéise bien. La température de coulée vaut de 1000 à 1080 C. homogenizes it well. The casting temperature is from 1000 to 1080 C.
Le Tableau 1 donne un exemple de mélange vitrifiable. Table 1 gives an example of a batch.
Tableau 1Table 1
Exemple de mélange vitrifiable (quantités calculées pour 100 kg de verre) Oxyde % en poids Matière Poids initial première (kg) SiO2 0 SiO2 1,0 SiO20 Example of vitrifiable mixture (quantities calculated for 100 kg of glass) Oxide% by weight Material First initial weight (kg) SiO2 0 SiO2 1.0 SiO20
B203 42,9 H3BO3 76,23B203 42.9 H3BO3 76.23
CaO 5,5 CaCO3 9,75 TiO2 0,1 TiO2 0,10 ZnO 5,00 ZnO 5.01 Zr02 5,4 ZrO2 5,51 La203 40,0 La203 40,08 Sb203 0,10 Sb203 0,10 CaO 5.5 CaCO3 9.75 TiO2 0.1 TiO2 0.10 ZnO 5.00 ZnO 5.01 Zr02 5.4 ZrO2 5.51 La203 40.0 La203 40.08 Sb203 0.10 Sb203 0.10
Les propriétés du verre obtenu à partir de ce mélange vitrifia- The properties of the glass obtained from this vitrified mixture
ble sont indiquées ci-après dans le Tableau 2: il s'agit de l'exemple 1. ble are indicated below in Table 2: this is Example 1.
86'9 18't, 98' úL'9 L8'9 66'9 9S'L O '9 (1.901) ooI/oz.o 0Oú/OZn ZZ9 úIL úIL bú9 ZS9 b'ú9 S19 9b,9 (Do) AI z OL'ú 00'ú ZO'ú 6ú'ú 88'ú Iv'ú OL'ú 99'ú (um-,) d 91'OS O'O OZ'V8t 'O úb'9 6ú'55 Lb-I 8L'E5 PS Z81L'I 160L'I b'tL'I 8689'1 18tL'I ZSL9' 980L'1 úúOL'I Pu oz OZ l'O l'O l'0 l'0 l'0 l'0 l'0 l'O [OzqS ú'tú I'Sú Z'5ú 0'6Z O'Ot 0'6Z 0'6Z O'Ot, '0Ze s'9 '9 19 ' it, '8 0' 69 ', S Z b'l S'l S'Z O'ú 0'ú 1'0 l'0 l'0 ZOi0 S'L 6' 6'S 0't' 't, 0't O'OI 0 O1 OUZ 1I O' Z - - Ob - Ot, 0'b O - OY - 0'I 0'l - 0'ú 0 oú - OiS 'L 'L 'L 0'6 'S 0'6 0'6 S' OeD 9'b'ú 8'8ú 8'8ú O'úb 6'6Z 6'Zb 0'6Z 6'Zib úOZ 86'9 18't, 98 'úL'9 L8'9 66'9 9S'LO' 9 (1.901) ooI / oz.o 0Oú / OZn ZZ9 úIL úIL bú9 ZS9 b'ú9 S19 9b, 9 (Do) AI z OL'ú 00'ú ZO'ú 6ú'ú 88'ú Iv'ú OL'ú 99'ú (um-,) d 91'OS O'O OZ'V8t 'O úb'9 6ú'55 Lb- I 8L'E5 PS Z81L'I 160L'I b'tL'I 8689'1 18tL'I ZSL9 '980L'1 úúOL'I Pu oz OZ O O l'0 l'0 l'0 l' 0 l'0 l'O [OzqS ú'tú I'Sú Z'5ú 0'6Z O'Ot 0'6Z 0'6Z O'Ot, '0Ze s'9' 9 19 'it,' 8 0 '69 ', SZ b'l S'l S'Z O'ú 0'ú 1'0 l'0 l'0 ZOi0 S'L 6' 6'S 0't '' t, 0't O'OI 0 O1 OUZ 1I O 'Z - - Ob - Ot, 0'b O - OY - 0'I 0'l - 0'ú 0 oú - OiS' L 'L' L 0'6 'S 0'6 0'6 S' OeD 9'b'ú 8'8ú 8'8ú O'úb 6'6Z 6'Zb 0'6Z 6'Zib úOZ
Z'9 L'ú 6'Z 6'ú 0'6 6'ú 6'8 O'I ZO S O Z'9 L'ú 6'Z 6'ú 0'6 6'ú 6'8 O'I ZO S O
8 L 9 b' ú Z I oiduoxa SOJOA SOZ op s919udoid lo sopXxo uo lo xnm9puod soilruoa:nod uo SOMIOA op suo!l. sodmuoD Z nolqeL 8 L 9 b 'ú Z I oiduoxa SOJOA SOZ op s919udoid lo sopXxo uo lo xnm9puod soilruoa: nod uo SOMIOA op suo! L. sodmuoD Z nolqeL
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