DE2523634A1 - Ophthalmisches glas - Google Patents

Ophthalmisches glas

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DE2523634A1
DE2523634A1 DE19752523634 DE2523634A DE2523634A1 DE 2523634 A1 DE2523634 A1 DE 2523634A1 DE 19752523634 DE19752523634 DE 19752523634 DE 2523634 A DE2523634 A DE 2523634A DE 2523634 A1 DE2523634 A1 DE 2523634A1
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glass
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photochromic
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Description

Anmelderin; Corning Glass Works
Corning, N. Y., USA
Ophthalmisches Glas
Die Erfindung betrifft ein ophthalBisch.es Glas mit niedriger Wärmedehnung, hohem Brechungsindex und großer chemischer Beständigkeit, das besonders als Einsatz in Multifocalglasern aus photochromem Glas geeignet ist.
In Multifocalglasern besteht die Hauptlinse meist aus Glaskrone mit einem Brechungsindex von 1,523 und einem Einsatz stärkerer Brechung, die Je nach der erforderlichen Korrektur 1,51 - 1,71 beträgt.
Seit der grundlegenden Offenbarung in der US-PS 3,208,860 werden für ophthalmische Zwecke auch photochrome Gläser verwendet, die unter dem Einfluß aktinischer Strahlung (meist UV-Licht) umkehrbar dunkeln, bisher aber nur als Einfachlinsen mit der Brechung 1,523 bekannt sind.
509850/0744
Es besteht ein Bedürfnis nach Einsatzglas stärkerer Brechung für diese photochromen Linsen. Benötigt wird hierzu ein Glas mit einer Erweichungstemperatur von 630 - 675°0i einer Ent spannung st emp eratur von 4-50 500°0 und einer Wärmedehnung von 45-60 χ 10" V0C "bei 25 - 300°C, das einwandfrei an die photochrome Hauptlinse angeschmolzen werden kann, ohne an der Abdichtung übergroße Spannungen zu entwickeln, und gleichzeitig alle erforderlichen physikalischen Merkmale einesophthalmischen Glases erfüllt.
Die für gewöhnliche Multifocalgläser üblichen Blei- oder Barium-Flintgläser (siehe die US PS 2,528,634 und 2,523,264, 2,523,265, 2,523,266) sind als Einsatzglas in photochromen Linsen infolge zu hoher Erweichungstemperatur und Wärmedehnung ungeeignet.
Ein hierzu geeignetes Glas ist Aufgabe der Erfindung. Es enthält in Gew.% auf Oxidbasis im wesentlichen: 3-
"2^3
3-8% Al2O5
30 - 55% SiO2
30 - 60% FbO,
eine Erweichungstemperatur von 630 - 675°C, eine Entspannungstemperatur von 450 - 50O0C und einen Wärmeausdehnungskoeffizient bei 25 - 3000C von 45-60 χ 10"7/°C.
6098SO/07U " 5 -
- 3 - ■ ■"'■.-
Diese Gläser sind zwar selbst nicht photochrom, aber als Einsatz in Multifocalgläsern im Vergleich zur Hauptlinse so klein, daß das Augenglas als Ganzes photochrom wirkt.
Nach Wahl kann das Glas zur Modifizierung einzelner Eigenschaften weitere Bestandteile enthalten. Durch geringe Zusätze von Ia2O, kann die Viskositätskurve steiler gestaltet und die Säurebeständigkeit ohne Senkung oder sogar "bei einer Steigerung des Brechungsindex erhöht werden. Diese Zusätze gestalten eine Erhöhung des BpCU Gehaltes, sodaß ein weicheres, besser anschmelzbares Glas bei genügend hoher Entspannungstemperatur und niedriger Wärmedehnung erhalten wird. Der Gesamtanteil an La^O, wird meist unter 6 % gehalten. PbO kann durch bis zu 10 % BaO ersetzt werden, wodurch der Brechungsindex hoch bleibt, während die Dispersion verbessert wird. Da BaO das Glas härter macht ist ein Übermaß zu vermeiden, da das Einsatzsegment ja an die Hauptlinse angeschmolzen werden muß. Zur Optimierung der Anschmelzung können bis zu insgesamt 3 % Na?0 und/oder Li?0 nützlich sein. Eine gewisse Vorsicht ist aber angezeigt, weil sie die Wärmedehnung erhöhen. TiO2 beeinflußt ähnlich wie Ia2O, die Glasviskosität und die Beständigkeit. Mehr als ca. 3 % TiO2 hemmt aber stark die UV-Durchlässigkeit des Segments, und verschlechtert damit die photochrome Wirkung der Hauptlinse.
- 4 509850/07U
Me Zusätze betragen daher:
Ms zu 6 % La3O3, Ms zu 10 % BaO, Ms zu 3 % M3O und/oder Na2O, und Ms zu 3 % TiO2. In keinem Pail soll die Gesamtmenge dieser Zusätze etwa 10 % übersteigen.
Der Gehalt an B2O, und Al2O, ist sorgfältig aufeinander abzustimmen. Wenigstens 3 % Al2O, werden für einen unter
11000C liegenden Liquidus benötigt. Der gleichzeitig härtende Einfluß dieses Zusatzes wird mit höherem Anteil an B2O5 ausgeglichen.
Zum Stand der Technik sind noch die US-PS 2,393·,448, 3,493,405 und 3,801,336 zu erwähnen. Die ersten beiden betreffen aber alkalienfreie Gläser für die Elektrotechnik, während die letztgenannte Patentschrift ophthalmisches Glas mit einem für die hier interessierenden Zwecke unerwünschten Anteil ZnO sowie unterschiedlichem Gehalt von Al2O, und B3O, betrifft.
Die folgende Tabelle I enthält Beispiele brauchbarer Gläser, in Gew. % und auf Oxidbasis. Die Ansätze enthalten die Oxide oder diese beim Erschmelzen ergebende Stoffe. Die Ansatzbestandteile wurden sorgfältig gemischt, in Platintiegel geschüttet, und mit diesen im Ofen bei 1400 - 15000O 4 Std. erschmolzen. Die Schmelzen wurden
- 5 509850/0744
zur'Beseitigung von Schlieren, Streifen usw. 1 Std. lang gerührt, dann in Stahlformen zu 6" χ 6" χ 1/2" großen Platten gegossen, und sofort "bei 55O0G angelassen.
Die Tabelle verzeichnet die Viskositäts-Temperaturmessungen der Erweichungstemperatur (softening point)', der Kühltemperatur (annealing point), der Entspannungstemperatur (strain point), die Wärmeausdehnungskoeffizienten im Bereich von 25 - 3000O, die Dichte in g/ccm, den Brechungsindex n-^, die Liquidustemperatur, die bei 1 Megahertz und Zimmertemperatur gemessenen Leistungsfaktoren und Dielektrizitätskonstanten, sowie den Temperaturkoeffizienten im Bereich von Zimmertemperatur bis 1000O in P.P.M./0C, und schließlich die chemische Beständigkeit, ausgedrückt als Gewichtsverlust in mg/qcm, und als eventuelle Veränderung des Aussehens.
Die chemische Beständigkeit wurde nach dem in der ophthalmischen Industrie üblichen sogenannten AO-Test bemessen. Hiernach wird eine Glasprobe, meist nach Politur auf ihre Oberfläche gemessen, gewogen, 10 Minuten lang in eine 25° warme wässerige Lösung von 10 Gew. % HGl getaucht, gewaschen, getrocknet und erneut gewogen. Der Gewichtsunterschied wird in mg/qcm Glasoberfläche ausgedrückt. Verändertes Aussehen
609850/0744
ζ. B. Trübung, Irideszenz usf. wird vermerkt. Ein Gewichtsverlust bis zu 0,03 mg/qcm ohne erkennbare Oberflächenfehler gilt als vertretbar.
Als Läuterungsmittel wurden Arsen- und/oder Antimonoxid verwendet; andere übliche Läuterungsmittel sind ebenfalls verwendbar.
— 7 —
509850/0744
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KN		 LPv VD ta
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La 		6,1 CM
KN		 VD
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37,6 KN
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ψ
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CO CO CTi
CJN KN KN CM O O KN
KN LPv CM CM O
KN CO •Η CM
CM KN O \'Α Hl CO
O O CM O Hl
■Η CM H
CO PQ <! Fm
509850/0744
labe lie I- (Portsetzung)
Erweichungs-·
temperatur		 1 1,65 2 1 3 4 1,61 5 1,61 6 1,61 7 - 0,01 8 9 10
Kühlt emp eratur 674 1090 646 1035 664 683 1050 655 985 648 1060 640 N.G. 646 663 682
Entsρannungs-
temperatur		 495 0,01 475 0 495 495 0,01 487 0,01 482 0,01 480 — 480 501 521
Dehnung 451 N.G. 441 E.G. 458 458 N.G. 453 N.G. 447 N.C. 447 - 442 466 486
Dichte 46,7 53 _ ,2 51,4 — — - _ - — 52,3 - 52,4 51,3 50,8
cn
ο		 Brechungs
index η,.		 — - _ - 3,943 — — — - — 3,947 3,934 3,909 3,886
co
00
cn
O		 Liquidus - - ,66 1,6602 - - - 1,662 1,657 1,657 1,658
O Gewichts
verlust		 750 872 945 995
-j Aussehen ,01 0,01 0,02 0,001 0,001
Leistungs
faktor		 N.G. N.G. N.G. N.G.
Dielektrizitäts
konstante		 — — - _
Temperatur
koeffizient		 — - — , —
I
VD		 - - -
in VO cn in CM O I O CA
•ι m*. •1
OO ■>φ in VO O CM CM O
CA 1^f"
252363Α
00
CM VO cn O VO CM O I O CA
cn VO CM
cn 		O CM I CM O
cn VO tA VO VO CM ι O CA
VO VO CM
CA 		a Τ I VO O
VO
CM
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I I I I
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CA ν- VO VO OJ
00 VO in
ω 		ω
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CMCO1O OOO CM OO CMOCMCMCMOO
•Η CM H JO Cd -H CÖ rf ·Η
Pq}fSiiPE - 10 -
509850/0744
labe 11 e I
11 12 IJ 14 1§ 16 17 18 19
Erweichungs- 660 663 672 675 662 661 665 672 675 Temperatur
Kühltemperatur 488 498 490 500 485 507 496 495 508
Entspannungstemperatur 454 463 455 461 451 469 465 461 472
Dehnung 48,0 51,5 48 52 53,7 57,2 51,3 46,3 48,6
m Dichte 3,29 3,91 3,27 3,89 - 4,317 3,287 3,150 3,742
to Br e chungs-
oo index n. 1,5882 1,653 1,588 1,6524 1,653 1,7074 1,5897 1,590 1,654
ο Liquidus 1017 971 - - 907 841 958 1024 969
Gewichts- «^
JT verlust 0,001 <0,01 <0,01 <0,01 0,01 0,03 <0,01 <0,01 0,01 -
Aussehen , N.C. W.O. N.C. N.C. N.C. 1N. C. W.C. N. C. N.C.
Leistungsfaktor 0,25% 0,17% -
Dieletrizitäts-
konstante 6,75 8,3
Temperaturkoeffizient ~1000 ~Ί000 - - - - ■ -
CO CD U)
Zum Vergleich enthält die Tabelle II Beispiele mit Zusammensetzungen dicht am Erfindungsbereich, aber außerhalb desselben. Ein Vergleich der Eigenschaften und Meßwerte zeigt deutlich die kritische Bedeutung der offenbarten Merkmale und Bereichsgrenzen; selbst geringe Abweichungen führen hier zu wesentlichen Änderungen.
Tabelle II
20 21 22 23
SiO2 41,0 32,6 34,3 25,0
B2O3 3,8 5,0 0,4 16,6
Al2O3 2,8 6,9 4,4 15,2
PbO 52,4 53,0 60,9 43,3
Ii2O - 0,2 - -
ZnO - 2,0 - -
P.A. 0,3 0,3 0,3
509850/0744
Tabelle II (Fortsetzung)
20 1 ,5 21 22 23 1, 9
Erwei elmngs t emp er at ur 671 1270 630 679 650 -
Kühlt emperatur. 495 0 ,64 478 518 510 o, 635
Ent spannungst emp eratur 458 N.C. 444 483 478 Irid
Dehnung 45 ,01 60,3 57,4 47, 29
Dichte - 4,039. 4,392 - •
Brechungsindex η* 1,67 1,706
Liquidus - -
Gewichtsverlust 0,03 0,02
Aussehen Irid. N.C. ·
Die Gläser der Beispiele 1-19 besitzen die für ophthalmische Zwecke erforderlichen Eigenschaften und hohe Leistungsfaktoren und Temperaturkoeffizienten. Günstige typische Brechungswerte als Einsätze in Multifocallinsen haben z.B. die Beispiele 11 mit n^ » 1,5882, 12 mit nD = 1,653 und 16 mit nD β 1,700. Auch nach Formbarkeit, Schmelzbarkeit, physikalischen Eigenschaften, chemischer Beständigkeit sind sie besonders günstig. Die Abdichtspannung war bei Verwendung mit einem photochromen Glas vom Typ Coming 8097 praktisch Null.
- 13 509850/0744

Claims (3)

  1. - te -
    Patentansprüche
    1 ,J Glas mit niedriger Wärmedehnung, hohem Brechungsindex und großer chemischer Beständigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß es, in Gew. % auf Oxidbasis, im wesentlichen
    3 - 7 % B2O5
    3 - 8 % Al2O5
    30 - 55 % SiO2 und . 30 - 60 % PbO
    enthält, eine Erweichungstemperatur von 630 - 6750O, eine Entspannungstemperatur von 450 - 50O0C, und einen Wärmeausdehnungskoeffizient bei 25 - 3000O von 45 - 60 χ 10"7/°C hat.
  2. 2. Glas gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin 0T6 % La3O5, 0-10 % BaO, 0-3 % MgO und/oder Na3O, 0-3 % TiO2 enthält, wobei die Summe dieser Bestandteile nicht mehr als 10 % der Gesamtzusammensetzung ausmacht.
  3. 509850/0744
DE2523634A 1974-06-03 1975-05-28 Einsatzglas in Multifokalgläsern aus photochromem Glas Expired DE2523634C2 (de)

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