DE2621741C3

DE2621741C3 - Cadmiumhaltige Gläser für Filter mit Absorptionsteilkanten im Wellenlängenbereich &lgr

Info

Publication number: DE2621741C3
Application number: DE2621741A
Authority: DE
Inventors: Willi 6500 Mainz Ritze
Original assignee: Jenaer Glaswerk Schott and Gen
Current assignee: Schott AG
Priority date: 1976-05-15
Filing date: 1976-05-15
Publication date: 1979-06-28
Also published as: FR2351066A1; GB1530878A; FR2351066B1; DE2621741B2; JPS5525141B2; JPS52141818A; US4106946A; DE2621741A1

Description

ZnS	0- 1,65
S	0- 03
Se	0- 03
As₂S₃ u«.J/oüer As₂S4	λ λ η U— U₁O
Sb₂O₃ und/oder Sh₂O₅	0- 03
Na₂SeO₃	0- 0,69
ZnSeO₃	0- 035

Die Erfindung betrifft Gläser für Filter mit Absorptionssteilkanten im Wellenlängenbereich λ = 455 his nm bei einem Reintransmissionsgrad von >0,80, dis eine hohe chemische Beständigkeit, eine gesteigerte Knoop-Härte und eine stark verminderte Viskosität im Schmelzbereich aufweisen, wodurch sich die Möglichkeit eröffnet, daß sie in guter optischer Qualität hergestellt werden können.

Es sind Gelb-, Orange-, Rot- und Ultrarotgläser mit selektiv abfallender Absorptionsbande im Spektralbereich von λ 455 bis 850 nm mit einem Reintransmissionsgrad von >0,80 bekannt, z. B. aus der DE-OS 20 26 485 und der US-PS 37 73 530, die durch »Kolloidfärbung« von CdS+ S+ Se+ Te in SiO₂-ZnO-CaO-BaO-Alkalioxidgläser nach Temperung erhalten werden. Diese Farbgläser besitzen folgende Nachteile:

1. Wegen der zu hohen Viskosität bestimmter Basisgläser, die eine gute chemische Resistenz aufweisen, ist die chemische Einbindung des Färbungssystems im Homogenisierungsbereiüh eines derartigen Glasflusses nur teilweise gewährleistet, infolgedessen tritt eine Verschlechterung der Blasenqualität durch Nachgasung ein und beeinflußt die Schlierenqualität von Steilkantfiltei'n von Grund auf negativ, Weil itl diesen Fällen keifle wirksame Homogenisierung bzw. keine intensive Rührtechnik in Anwendung gebracht werden kann, Außerdem wird durch eine zu hohe Viskosität eines Glasflusses die Absorptionskanteneinstellung in Richtung Ultrarot-Spektralbereich empfindlich gestört und muß schließlich schon bei der Wellenlänge λ = 640 nm als beendet angesehen werden.

2. Die Gläser, die in begrenzter optischer Qualität herstellbar sind und hohe Anteile von Alkalioxid und ZnO aufweisen, zeigen Anfälligkeit für Fleckenbildung während der Bearbeitung, beim Kitten und Polieren. Die stabile Einbindung der färbenden Stoffe ist auch bei alkalireichen Glassystemen erst möglich, wenn die Viskositätswerte oberhalb von 350 Pa-s liegen. In diesem Zähigkeitsbereich sind intensive, mechanische Rührtechniken zur Erzielung einer guten optischen Homogenität von Glasflüssen äußerst problematisch.

3. Hinsichtlich der Härteeigenschaften fallen alle bisher bekannten Gläser mit »Kolloidfärbung« in eine Begrenzung von ±20kp/mm² (bei einer Belastung von 200 p), wenn von einem mittleren Knoop = Härte-Wert von 420 kp/mm² ausgegangen wird, oder sie zeigen schon eine starke Aufhellung des Absorptionsuntergrundes. Dies bedeutet aber eine weitgehende Einschränkung des Anwendungsbereichs derartiger Steilkantenfilter in der Lichtmeßtechnik.

4. Die Herstellung der bekannten Farbgläser mit »Kolloidfärbung« ist sehr strengen Schmelzbedingungen unterworfen. Von Schmelze zu Schmelze muß man mit Schwankungen in bezug auf Steilheit und Lage der Absorptionskante rechnen. Sie eignen sich aufgrund ihrer ZU hüllen Viskosität im Schmelzbereich nicht für ein kontinuierlich laufendes Fertigungsprogramm von SteilkantenHltergläsern in optischer Qualität.

Ziel der vorliegenden Erfindung sind Gläser, deren Zusammensetzung die Herstellung von optischen Steilkantenfiltern mit optimalen Absorptionskanten und gutem Absorptionsuntergrund im V/clienlängenbereich von λ = 455 nm bis λ = 850 nm ermöglicht, und die nicht die genannten glastechnischen und schmelztechnischen Nachteile aufweisen.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäß erreicht mit einem Glas der Synthese-Zusammensetzung gemäß dem

Anspruch.

Die Summe der Erdalkalioxide+ ZnO+ CdO soll Gew.-% nicht überschreiten, und die Alkalioxide bestehen vorzugsveise aus 0 bis 15Gew.-°/o Na₂O und/oder 3 bis 26 Gew.-% K₂O. Als besonders günstig hat sich ein Glas erwiesen, welches einen Gehalt von 2 bis 7 Gew.-% TiO₂ und gegebenenfalls 0,3 bis 2 Gew.-% Γ, 03 bis 2,5 Gew -°/o P₂O₅ bei Anwesenheit von 0,1 bis 0,5 Gew.-% AI₂O₃ sowie 0 bis 9 Gew.-% Na₂O und/oder 9,5 bis 223 Gew-% K₂O neben 14 bis 30Gew.-% ZnO aufweist.

Gläser, deren Zusammensetzung diesen Angaben entsprechen, lassen sich in den für die Herstellung optischer Gläser verwendeten großen Schmelzeinheiten sowie im kontinuierlichen Betrieb sehr gut homogen, schlierenfrei und blasenarm erschmelzen. Im erfindungsgemäßen Farbgiasbereich können schließlich färbende Mischkolloide in Glassystemen aufgebaut werden, deren einzigartige additive Farbwirkung die Herstellung von extremen Steilkantenfiltern mit höchster Selektivität bis ins kürzwellige Ultrarot hinein (Kante λ« = 850 nm) gewährleistet Man kann die Lage der Absorptionssteilkante bei <& = 0,50 (λ«) bis auf ±2 nm genau einstellen.

Glasgemenge für erfindungsgemäße Gläser werden nach den Synthesen, wie in den Beispielen 1 bis 6 aufgezeichnet in Chargen bis 1500 kg zusammengestellt und gut vermischt

Das Einschmelzen erfolgt in keramischen Schmelzgefäßen bei Temperaturen von 1250 bis 1320⁰C und ist im wesentlichen von der Höhe des SiO2-Gehaltes und Alkalizusatzes abhängig. Bei einer berechneten Glasmenge von ca. 1000 kg wird das Einschmelzen in 8 bis 10 Stunden vollzogen.

Das Blankschmelzen (Läutern) und das Entgasen eines derartigen Farbglasflusses wird dagegen nur bei 1230 bis 1260⁰C in die Wege geleitet, er ist in 1 bis 2 Stunden abgeschlossen. Nach einer Abstehzeit von 3 bis 4 Stunden bei 1080 bis 980° C wird der Glasfluß mit Hilfe von Rührwerken, wie sie in der optischen Glasherstellung allgemein Anwendung finden, gut homogenisiert

Das somit erhaltene Filterglas in hoher optischer Qualität wird anschließend in Formen gegossen, zu Scheiben gewalzt oder zu Preßlingen verarbeitet

Nach der Formgebung werden die Filtergläser einer Temperaturbehandlung (1 bis 2 Stunden konstant) zwischen 560 und 720⁰C unterzogen, bis die erforderliche Absorptionskante des jeweiligen Glases eingestellt ist

Die Abkühlung erfolgt in elektrischen oder gasbeheizten Öfen, die das heiße Glas langsam (mit 2 bis 10° C Abfall pro Stunde) bis auf die Normaltemperatur von ca. 25" C herunterführen und somit weitgehend entspannen.

In der nachstehenden Tabelle sind einige Beispiele aus dem erfindungsgemäßen Zusammensetzungsbereich aufgeführt

In der graphischen Darstellung wird die Transmissionskurve der 6 Beispiele der Tabelle wiedergegeben.

	Beispiele	2	3	4	5	6
	1	60,00	48,725	46,85	42,20	43,10
S1O2 (Gew. %)	45,85	8,85	3,45	3,25	3.55	3,90
B2O3 (Gew.-%)	3,85	035	0,10	030	0,10	—
AI2O3 (Gew.-%)	O35	1,50	0,35	1,45	035	—
P2O5 (Gew.-o/o)	1,45	1,20	0,30	1,10	030	—
F (Gew.-%)	1,07	4,53	9,30	9,00	—	—
Na2O (Gew.-°/o)	—	5,85	9,80	12,00	22,20	22,20
K2O (Gew.-o/o)	22,55	14,15	20,10	18,15	2535	25,90
ZnO (Gew.-%)	17,85	0,20	1,50	0,90	0,75	—
CdO (Gew.-o/o)	—	1,20	5,85	6,00	2,95	1,00
TiO: (Gew.-o/o)	5,55	—	—	—	—	0,45
AS2O3 (Gew.-%)	—	1,40	—	0,45	—	0,33
CdS (Gew.-o/o)	0,90	0,20	—	0,20	030	0,15
ZnS (Gew.-o/o)	0,55	—	—	—	0,25	0,41
AS2S3 (Gew.-%)	—	—	0,175	—	—	—
S (Gew.-%)	—	0,57	035	0,35	—	—
Se (Gew.-o/o)	0,03	—	—	—	0,85	1,87
CdTe (Gew.-o/o)	—	—	—	—	030	0,69
Na2SeO3 (Gew.-%)	—	—	—	-	0,35	-
ZnSeO3 (Gew.-o/o)	—	590 nm	630 nm	665 nm	780 nm	830 nm
Absorptionskante (A//)	475 nm	1	1	1	2	3
Klimawechselbeständig-	1
keitswechiel		2	1	1	2/3	3/4
Säurefestigkeitsklasse	1	0	0	0	1	2/3
Fleckenempfindlichkeits	0
klasse			55	35
Viskosität bei 1000⁰C	120
(in Pa · s)		Hierzu 1	Blatt Zeichnungen

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für verschiedene Körperteile verwenden, da ihnen ihre Eigenschaften der Festigkeit, Elastizität und des gleichförmigen Drucks zusätzlich zu den hydrother* misehen Wirkungen ein hohes Maß an Haltungskorrektuf vermitteln, wobei langsam und auf bequeme Weise die Veränderungen Und Deförmierüngeh der Wirbelsäule oder der Gelenke zurückgebildet werden.

Dasselbe kann man auch von der Anwendung in der Arbeitswelt und auf sportlichem Bereich sagen, sowohl vom Gesichtspunkt der Vorbeugung, um Überdrehüngen, Verrenkungen oder Verstauchungen, Bänderrisse usw. zu vermeiden, da die Kleider, !deren Aufbau beschrieben wurde, die Festigkeit der tragenden Elemente des Skeletts (Muskel und Bänder) erhöhen und dabei nach den Lockerungen eine bessere Wiedererlangung des ursprünglichen Zustands begünstigen, was zu einem verminderten Aufwand, zu höherer Leistung und zu niedrigerer Anzahl ,von Verietzungeri führt, a'.s auch aus therapeutischer Sicht, da ihre hydrothermische Wirkung ihre Reabsorption der Serum- oder Blutergüsse begünstigt, eine entzündungshemmende Wirkung (Wärme) erzeugt und eine korrekte Haltung des geschädigten Teils erhält, weiche Tatsachen allen Medizinern wohl bekannt sind.

Schließlich haben wir die Vorteile, die die Verwendung eines angemessenen Kleidungsstücks mit den genannten Eigenschaften mit sich bringen kann, bei schwangeren Frauen überprüfen wollen.

Zu diesem Zweck wurde ein Versuch mit 4 schwangeren Frauen durchgeführt (2 waren im 7., eine im 8. und eine im 9. Monat der Schwangerschaft). Es wurde ein beträchtlicher Vorteil bezüglich des Wohlbefindens, der Entspannung, der Verminderung der Müdigkeit festgestellt. Bei einer Person konnte ein besseres Aussehen der Oberfläche der Unterleibshaut nach der Niederkunft im Vergleich zu anderen Frauen, die kein Kleidungsstück dieses Typs benutzt hatten und die sichtbare Schwangerschaftsstreifen aufwiesen, festgestellt werden.

Wenn man sich die obengenannten Eigenschaften dieser Kleidungsstücke vergegenwärtigt, die aus einer elastischen Bahn bestehen, die einen kontinuierlichen und gleichförmigen Druck ausübt und sich Vollständig an jede Oberfläche anpassen kann und wenn man ihre hydrofhermische Wirkung und ihre »tragende« Wir-

kung auf die in den Körperhohlräumen liegenden Organe feststellt, versteht man sehr gut, daß die schwangere Frau eine korrektere Haltung ihrer Wirbelsäule, die einen Stützpunkt findet, bewahren kann, was den Widerstand der Bänder verstärkt, das Gefühl der

is Schwere im Unterleib vermindert, da ein elastisches Kraftfeld in alle Richtungen wirkt, das durch den sanften und gleichförmigen Druck des Kleidungsstücks aufrechterhalten wird, ohne Hie inneren Körperteile ZU Verändern Gdcr ίΠΐ gGnngSiEn uiu LicWcgütigcn u65 Fötus zu beeinträchtigen (die Kräfte werden an den verschiedenen Druckpunkten durch Dehnung der Kautschukfaser kompensiert). Im Gegenteil helfen diese Kleidungsstücke, daß der Fötus während der Schwangerschaft seine normale Lage einnimmt und, was wichtiger ist, sie unterstützen die Unterleibsmuskulatur, um eine funktionell Spannung zu behalten, ohne plötzliche Erweiterungen oder übermäßige Lokkerungv ii der Hautoberfläche zuzulassen, wodurch der Riß der elastischen Hautfaser bei hierfür dispohierten Personen sowie die Bildung von nicht ästhetischen Schwangerschaftsstreifen sm Bauch (die in diesen Fällen durch die mechanische Wirkung der erzwungenen Lockerung auftreten), verhindern. Diese erzwungenen Dehnungen lassen wegen der Geschwindigkeit, mit der sie auftreten, nicht zu, daß eine langsame Ausdehnung mit einer Anpassung der Bindegewebsfasern an ihren neuen Zustand stattfindet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch;

Cadmiumhaltige Gläser für Filter mit Absorpttonssteilkanten im Wellenlängenbereich λ = 455 Ibis 850nm, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgende Synthesezusammensetzungen in Gewichtsprozenten aufweisen:

SiO₂

Alkalioxide

ZnO

TiO₂

MgO

CaO

BaO

SrO

B₂O₃

P₂O₅

Al₂Oi

40—63
8—30
14—30
03-9
0- 6
0-15
0— 8
0—12
0- 9
0- 2,5
0- 13
0- 2

sowie mindestens eine der Komponenten

CdO 0- 2

CdTe 0- 23

CdS 0- 13

und gegebenenfalls eine der Farbkomponenten