DD208140A5

DD208140A5 - Brillenglas mit erhoehtem brechungsindex

Info

Publication number: DD208140A5
Application number: DD83247826A
Authority: DD
Inventors: Georg Gliemeroth; Ludwig Ross; Burkhard Speit; Volkmar Geiler; Hans-Georg Krolla; Lothar Meckel
Original assignee: Schott Glaswerke
Priority date: 1982-02-10
Filing date: 1983-02-09
Publication date: 1984-03-28
Also published as: FR2521124B1; IT8367141A0; GB2114560B; IT1165532B; US4508834A; GB2114560A; DE3204625A1; DE3204625C2; JPS58145640A; JPS635338B2; FR2521124A1; GB8303571D0

Abstract

Ziel der Erfindung ist es, deutliche kosmetische Vorteile fuer den Brillentraeger, insbesondere gegenueber der Kunststoffvariante sowie ein verbessertes Bruchverhalten und gute Festigkeit bei einer wirtschaftlichen Fertigung zu erreichen. Die Aufgabe besteht darin, ein extrem leichtes Brillenglas mit einer Dichte unter der des handelsueeblichen Brillenglases mit 2,65gcm minus hoch 3 zu schaffen, das trotz seines geringen Gewichtes einen Brechungsindex besitzt, der deutlich ueber dem des handelsueblichen Brillenglases mit n unten d 1,523 liegt. Gleichzeitig soll die Abbezahl dieses Glases ueber 46 liegen.Ein im sichtbaren Spektralbereich unterhalb. 350 nm nicht durchlaessig ist, einen Brechungsindex n unten d ueber 1,56 und eine Abbezahl ueber 46 aufweist, und das sich durch eine extrem niedrige Dichte auszeichnet, weist folgende Zusammensetzungen (in Gew.-%)auf:12 bis 40P unten 2 O unten 5, 13 bis 34AI unten 2O unten 3, 8 bis 30SiO unten 2, 0 bis 16Bunten 2O unten 3, 4 bis 12TiOunten 2, 0 bis 4ZrO unten 2, 2 bis 18 CaO, 0 bis 4MgO, 0 bis 15Na unten 2O, 0 bis 11K unten 2O, 0 bis 6LI unten 20, 0bis 12Nb unten 2O unten 5, 0 bis 8ZnO.

Description

2 Λ 7 8 2 6 2 Berlin, den 21. 4. 83

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Brillenglas mit erhöhtem Brechungsindex Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Brillenglas mit einer Abbezahl über 46 und einem Brechungsindex über 1,56, das durch eine sehr niedrige Dichte ausgezeichnet ist.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Heute handelsübliches, im sichtbaren Spektralbereich farbloses Brillenglas hat einen Brechungsindex n^ von etwa 1.523, eine Abbezahl von etwa 56 und eine Dichte von mindestens 2.55 gern" . Der ebenfalls für Brillensichtscheiben übliche Kunststoff hat einen Brechungsindex von 1.500, eine Abbezahl von 58 und eine Dichte von 1.32 gem . Der Bedarf an einem anorganischen Brillenglas mit erhöhtem Brechungsindex gegenüber dem heute üblichen Brechungsindex von 1.523 wurde durch Gläser gemäß der DE-PS 2 259 183 befriedigt.

Solche anorganischen Gläser haben insbesondere gegenüber dem Brillenglas mit n. 1.523 und noch vielmehr gegenüber dem Kunststoff den großen Vorteil, bei gleicher Dioptrie eines Korrektions-Rezeptes bei Minusgläsern deutlich geringere Randdicken bzw. bei Plusgläsern deutlich geringere Mitteldicken zu gestatten. Sie sind deshalb in dem für Brillenträger wichtigen Faktor Kosmetik attraktiver. Die normalerweise proportional zur Brechungsindexerhöhung verlaufende Dichtezunahme kann relativ begrenzt werden, jedoch ist in den meisten Fällen eine Dichte von 3.0 gern" nicht unter-

-5NIAI1983*0877Si

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- 2 schreitbar.

Diese Gläser sind besonders geeignet für Korrektions-Rezepte erhöhter Plus- oder Minus-Dioptrien, im Normalfall über _+ 2.5 dpt.

Die meisten Korrektions-Rezepte liegen jedoch im Bereich zwischen + 2,5 dpt und - 2.5 dpt. In diesem Bereich sind die beiden Kurven eines Brillenglases (die Außenkurve und die dem Auge zugewandte Innenkurve) nicht allzu unterschiedlich, so daß sich der erhöhte Brechungsindex nicht vorteilhaft auswirken kann, die relativ höhere Dichte sich jedoch bei den anorganischen Brillengläsern gegenüber dem Kunststoff nachteilig auswirkt.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, deutliche kosmetische Vorteile für den Brillenträger, insbesondere gegenüber dem üblicherweise verwendeten Kunststoff sowie ein verbessertes Bruchverhalten und eine gute Festigkeit bei einer wirtschaftlichen Fertigung zu erreichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein extrem

leichtes Brillenglas mit einer Dichte unter der des handelsüblichen Brillenglases mit 2,65 gern zu schaffen, das trotz seines geringen Gewichtes einen Brechungsindex besitzt, der deutlich über dem des handelsüblichen Brillen-

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glases mit η . 1.523 liegt. Gleichzeitig soll die Abbezahl dieses Glases über 46 liegen, da erkannt worden ist, daß unterhalb dieser Abbezahl sichtbare Farbsäume, resultierend aus der verschiedenen Dispersion der einzelnen Lichtwellenlängen, für den Brillenträger störend wirken.

Weiterhin soll das neue Brillenglas im ultravioletten Spektralbereich unterhalb einer Wellenlänge von 350 nm nicht durchlässig sein, weil neuere Erkenntnisse der Augenmedizin die Schädlichkeit der unter 350 nm liegenden Wellenlängen für das menschliche Auge beweisen.

Darüber hinaus soll das neue Brillenglas durch chemische Härtung in seiner Festigkeit verbessert werden können, da in vielen Fällen eine chemische Härtung nicht nur biegezugfestere Gläser ergibt, sondern auch das Bruchbild eines zerstörten, vorher der chemischen Härtung unterworfenen Glas wesentlich ungefährlicher ist als das des ebenso biegezugfesten Kunststoffes.

Schließlich soll die Zusammensetzung des neuen Brillenglases so aufgebaut sein, daß seine Fertigung in den heute üblichen Brillenglaswannen möglich ist, d. h., seine Viskosität muß einen bestimmten Verlauf der Temperaturabhängigkeit besitzen, und seine Kristallisationsneigung soll möglichst niedrig sein, so daß eine Dosierung der Glasposten durch Scherenschnitt für die automatischen Drehtischpressen problemlos erfolgen kann.

Eine weitere wesentliche Forderung ist auf die chemische Be-

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ständigkeit des Glases gerichtet. Die Glaszusammensetzung muß so beschaffen sein, daß bei der Bearbeitung des Glases durch Schleifen, Polieren und Waschen und bei der späteren Benutzung des Glases als B_rille aggressive Medien wie Säuren usw. die Glasoberfläche nicht in nennenswertem Umfang angreifen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Brillenglas die folgende Zusammensetzung (in Gew.-%) aufweist :

12 bis 40

13 bis 34 8 bis 30 0 bis 16 0 bis 4 4 bis 12 2 bis 18 0 bis 4 0 bis 15 0 bis 11 0 bis 6 0 bis 12

ZnO 0 bis 8

Dieser Zusammensetzungsbereich zeichnet sich durch die Kornbination der Komponenten P_o0_c mit TiO₀ sowie Al₀O, und SiO₀ aus, die zusammen mindestens 50 Gew.-% des Glases bei TiQ₀-Konzentrationen zwischen 4 und 12 Gew.-% ausmachen. B₂O₃ und ZrO₂ können in bestimmten Mengen zugefügt werden. Die

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Erdalkalioxide sollten mindestens 1 Gew.-% ausmachen. Sonstige Oxide können in Mengen bis zu 12 Gew.-% zugefügt sein. Alkalioxide sind für die chemische Härtung durch Ionenaustausch erforderlich. Ihre Summe sollte zwischen 4 und 15 Gew.-% liegen. Die UV-Absorption, hervorgerufen durch geringe Zugaben von Cer- und/oder Zinnoxid, erzeugt eine Absorptionskante des Glases bei etwa 350 nm (Λ 50 %). Bei geeigne· ter Dotierung nm 0 % Transmission für 2 mm Glasdicke und bei 362 nm 80 % Transmission vorhanden sind. Die geeigneten Dotierungen liegen je nach Grundglaszusammensetzung zwischen 0.01 und 2.0 Gew.-%.

Die Tabelle 1 zeigt einige beispielhafte, erfindungsgemäße Zusammensetzungen. Die in Tabelle 2 für diese Gläser angegebenen Eigenschaften wurden wie folgt bestimmt: Der Brechungsindex η . und die Abbezahl basieren auf den bekannten Meßverfahren mit dem Abberefraktometer; die Kristallisationsbestimmung erfolgte nach der Trägerblechmethode, die der Dichte mit der Mohrschen Waage. Die UV-Absorption wurde bestimmt durch Transmissionsmessung an 4 mm dicken Proben, die chemische Härtung (Ionenaustausch) durch spannungsoptische Messungen der Schichtdicke der Austauschzone und der in ihr herrschenden Druckspannung, und die der chemischen Beständigkeit durch die Säure-Resistenz-Messung,

Ausführunqsbeispiel

Es werden folgende Gemengekomponenten eingewogen:

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62.09 g sauberer Sand, 14,17 g H₂BO₃, 122,42 g AlO(OH), 120.00 g P₂ ⁰S* ⁸·⁰³ 9 Zirkonoxid, 32,22 g Titanoxid, 60.50 g CaCO,, 96.14 g Soda, 0.80 g Ceroxid.

Nach innigem Mischen des Pulvers wird dieses in einen 4-1-Platintiegel bei 1430 ⁰C eingelegt, bei 1460 ⁰C aufgeschmolzen und durch Rühren bei 1450 ⁰C homogenisiert. Durch einen im Boden befindlichen Rohrauslauf wird dann das Glas unter Abkühlung auf eine Temperatur, die der Viskosität von 10 dpas entspricht, im Rohr abgekühlt. In schnittfähigem Zustand tritt das Glas aus dem Rohr ohne Kristallisationserscheinungen aus und kann zu Brillenglas-Preßlingen von 60 nm φ und 6 mm Dicke verpreßt werden. Nach Schleifen und Polieren dieser Rohrgläser zu Brillengläsern, wobei weder beim Waschen noch beim Absäuern von Entspiegelungen Schwierigkeiten auftreten, erhält man ein anorganisches Brillenglas mit η . 1.5, einer Abbezahl von 48 und einer Dichte von 2.51 gern"* , das gegenüber Kunststoff deutliche kosmetische Vorteile, nach chemischer Härtung durch Ionenaustausch im KNO,-Salzbad bei 435 ⁰C auch Vorteile im Bruchverhalten und in der Festigkeit hat, und das durch die Absorption im UV-Spektralbereich den neuen augenmedizinischen Ansprüchen gehorcht.

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Claims

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2 6 2 - -

Erfindunqsanspruch

1* Im sichtbaren Spektralbereich farbloses Alumosilico-Phosphat-Brillenglas mit einer Dichte unter 2,65 gern" , einer Abbezahl über 46 und einem Brechungsindex η . über 1.56, gekennzeichnet dadurch, daß es folgende Zusammensetzung (in Gew.-%) aufweist:

12 bis 40 )

13 bis 34 Ϊ 33 bis 8 bis 30 )

0 bis 16 0 bis 4 )

4 bis 12 ) ^{4 biS 12} 2 bis 18 )

O bis 4 ) ^{2 bis 18} O bis 15 )

O bis 11 ) ^{4 bis} O bis 6 O bis 12 ZnO O bis
2. Brillenglas nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß es folgende Zusammensetzung (in Gew.-%) aufweist:

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- ίο -
3. Brillenglas nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß es 12 bis 40 Gew.-% ^p ₂°₅ ^und mindestens 13 Gevv.-% ^Α1 ₂°3 enthält, wobei ^L P₂°5 ^{+ Si}°2 ^{+ Al}2°3 ^{= 33} ~ ^{87 Gew}?~% und das Gewichtsverhältnis von P₂ ⁰C ^{zu Α}·*·₂°3 ^ °i^6£i«
4. Brillenglas nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Summe von CaO und MgO und ZnO zwischen 2 und 18 Gew.-% liegt.
5. Brillenglas nach einem der Punkte 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß es bis zu 12 Gew.-% andere Oxide, insbesondere Läutermittel und UV-absorbierende Oxide, enthält.