DE2754714A1 - Beschlagfreies glas fuer augenglaeser - Google Patents

Beschlagfreies glas fuer augenglaeser

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DE2754714A1 DE19772754714 DE2754714A DE2754714A1 DE 2754714 A1 DE2754714 A1 DE 2754714A1 DE 19772754714 DE19772754714 DE 19772754714 DE 2754714 A DE2754714 A DE 2754714A DE 2754714 A1 DE2754714 A1 DE 2754714A1
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Description

HOFFMANN · EITLE & PARTNER L ' - H ' '
PATENTANWÄLTE DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) · DlPl.-ING. W.EITLE . DR. RER. NAT. K. HOFFMANN - DIPL.-ING. W. LEHN
DIPL.-ING. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABEILASTRASSE 4 (STERNHAUS) · D-IOOOMONCHENeI · TELEFON (089) 911087 . TELEX 05-29619 (PATHE)
30 046 o/wa
HOYA CORPORATION, TOKYO/JAPAN
Beschlagfreies Glas für Augengläser
Die Erfindung betrifft ein Glas für Augengläser mit einem Brechungsindex (nd) von 1,50 bis 1,55, enthaltend CeO2/ welches das für das Auge schädliche ultraviolette Licht absorbiert, und Nd3O3 oder Er2O3, welches die Blendung verhindert.
Die erfindungsgemässen Gläser haben eine Wasserbeständigkeit und eine Härte, die für praktische Zwecke ausreicht und sie laufen nicht an.
In der japanischen Patentanmeldung (OPI) 46713/75 werden optische Artikel beschrieben, aus einem anorganischen Oxidglas
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mit Nichtbeschlageigenschaften, und in der japanischen Patentanmeldung (OPI) 47407/74 wird ein Glas aus anorganischen Oxiden beschrieben und in der japanischen Patentanmeldung (OPI) 38522/77 eine Glaszusammensetzung aus anorganischen Oxiden.
Beschlagungsfreies Glas wird auch in der US-Patentanmeldung , die der japanischen Patentanmeldung 42935/76 entspricht, beschrieben. Bei der Verwendung dieses Glases für Augenlinsen können die Nachteile und die Gefahrendass man durch das Anlaufen des Glases, welches hauptsächlich durch Wasserdampf verursacht wird, die Sicht verliert, vermieden werden. Dieses Glas hat jedoch nicht die Eigenschaft, das für die Augen schädliche ultraviolette Licht zu absorbieren und weist nicht die Antiblendeigenschaften auf, die übliche Augengläser haben und ist deshalb bei der Verwendung für Augengläser nachteilig.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Glas für Augengläser zur Verfügung zu stellen, welches das dem Auge schädliche ultraviolette Licht absorbiert, welches für Augengläser eine vorteilhafte Farbe hat, Antiblendeigenschaften, Antianlaufeigenschaften und eine hohe Wasserbeständigkeit und Härte aufweist.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein nichtanlaufendes Glas für Augengläser, bei dem das Glas aus
(a) 100 Mi-Teilen eines Grundglases besteht, das, ausgedrückt in Mol.%, 47 bis 65 % P2O5, 0 bis 12 % SiO2, 0 bis 10 % B3O3, mit einem Gesamtanteil von SiO- + B2O3 von 6 bis 15 %, 0 bis 30 % von wenigstens einem Oxid der Gruppe Li2O, Na3O und K~0 (nachfolgend mit R3O bezeichnet), 5 bis 35 % von wenigstens
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einem Oxid der Gruppe MgO, CaO, SrO und BaO (nachfolgend mit RO bezeichnet), mit einem Gesamtanteil an R-O + RO von 20 bis 4 5 %, 0 bis 5 % Al2O3, 0 bis 10 % ZnO und 0 bis 5 % PbO;
(b) 0,1 bis 2 Teilen (Mol) CeO2; und
(c) 0 bis 1,5 Teilen (Mol) Nd3O3 oder 0 bis 1 Teil (Mol) Er2^3 o<^er ei-ner Mischung davon
besteht.
In der Zeichnung werden die Spektraldurchlassigkeitskurven von erfindungsgemässen Gläsern mit Vergleichsgläsern gezeigt.
Falls der Anteil an P2O5 ausserhalb des Bereiches von 47 bis 65 Mol.% ist, neigt das Glas zum Anlaufen, übersteigt der Anteil von P2Oc 65 Mol.%, dann erhöht sich die Liquidus-Temperatur des Glases und das Glas wird anfällig gegenüber einer Entglasung.
Entweder SiO2 oder B2O3 können abwesend sein, aber um die Liquidus-Temperatur des Glases zu erhöhen, sind entweder eines oder beide der Oxide SiO2 und B2O3 vorhanden und zwar vorzugsweise in einer Menge von wenigstens 0,5 Mol.%. übersteigt der Anteil an SiO2 und B3O3 12 Mol.% bzw. 10 Mol.%, so steigt die Liquidus-Temperatur des Glases an und das Glas wird anfällig gegenüber einer Entglasung. Falls der Gesamtanteil ans SiO2 und B-O3 weniger als 6 Mol.% ausmacht, kann man kein Glas mit einer hohen Wasserbeständigkeit und Härte erhalten. Wenn andererseits der Gesamtanteil von SiO2 und B2°3 15 Mol.% übersteigt, dann tritt eine Neigung des Glases zum Entglasen auf und die Antianlaufeigenschaften des Glases werden vermindert.
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Man erhält keine Gläser mit guter Wasserbeständigkeit, wenn die Menge wenigstens eines der Oxide Li3O, Na-O und K3O oberhalb 30 Mol.% liegt und die Menge wenigstens einer der Oxide MgO, CaO, SrO und BaO unterhalb 5 Mol.% liegt. Beträgt die Menge wenigstens eines dieser Erdalkalioxide 3 5 Mol.%, dann neigt das Glas dazu, keine Antibeschlageigenschaften aufzuweisen. Um eine Erhöhung der Liquidus-Temperatur zu vermeiden und ein Nachlassen der Antibeschlageigenschaften und der Härte und zur Anpasung des Brechungsindex (nd) des Glases auf 1,50 bis 1,55, sollten die Anteile an Erdalkalioxiden vorzugsweise die folgenden sein: 25 Mol.% oder weniger MgO, 30 Mol.% oder weniger CaO, 25 Mol.% oder weniger SrO und 14 Mol.% oder weniger BaO.
Beträgt die Gesamtmenge an Alkalioxid und Erdalkalioxid 20 bis 4 5 Mol.%, so hat das entsprechende Glas eine verhältnismässig hohe Wasserbeständigkeit und Härte und weist Antibeschlageigenschaf ten auf.
AI-Ot ist besonders wirksam zur Erhöhung der Wasserbeständigkeit des Glases, aber da Al3O3 dazu neigt, das Glas anfällig gegenüber Anlaufen zu machen, soll die Menge an Al-O3 vorzugsweise nicht mehr als 5 Mol.% betragen.
ZnO und PbO haben ähnliche Wirkungen wie die Erdalkalioxide aber sie sind den Erdalkalioxiden unterlegen hinsichtlich der Beeinflussung der Wasserbeständigkeit. Darüber hinaus neigen ZnO und PbO dazu, das Glas empfindlich gegenüber dem Beschlagen zu machen. Deshalb ist es nicht bevorzugt ZnO und PbO in grossen Mengen zu verwenden. Durch PbO wird auch die Härte des Glases merklich vermindert. Infolgedessen sollen die Mengen an ZnO nicht mehr als 10 Mol.% und die Mengen an PbO nicht mehr als 5 Mol.% ausmachen.
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Falls CeO2 in dem Glas in einer Menge von weniger als 0,1 Teilen (Mol) vorliegt, zeigt das Glas keine ausreichende Fähigkeit, ultraviolettes Licht, das für die Augen schädlich ist, zu absorbieren und sofern die Menge an CeO- mehr als 2 Teile (Mol) ausmacht, besteht eine Tendenz des Glases zur Entglasung.
Nd2O3 und Er3O3 bewirken einen Antiblendeffekt, weil sie scharf das Licht in der Nähe von etwa 580 mum bzw. etwa 520 m um absorbieren. Geeignete Anteile an Nd3O3 und Er3O3 sind 0,1 bis 1,5 Teile (Mol) bzw. 0,1 bis 1,0 Teile (Mol). Eine Mischung aus Nd3O3 und Er3O3 kann verwendet werden, beispielsweise in einer Menge von 0,1 Teilen (Mol) oder höher. Wenn die Anteile an Nd3O3 und Er3O3 weniger als 0,1 Teile (Mol) betragen, so wird die Auswirkung dieser Komponenten niedrig und falls die Mengen an Nd3O3 und Er3O3 die beschriebenen oberen Grenzen überschreiten, wird die Farbdichte des Glases zu gross, um noch für gewöhnliche Augengläser geeignet zu sein.
Die Erhöhung der Wasserbeständigkeit und Härte durch das Einbringen von CeO3 und Nd3O3 oder Er3O3 gemäss der Erfindung wird nachfolgend im Vergleich zu einem Glas, welches diese Komponenten nicht enthält gezeigt (alle nachfolgend angegebenen Anteile sind in Mol.% ausgedrückt).
Die Wasserbeständigkeit (Dw %) ist der Gewichtsverlust, der durch die folgende Gleichung ausgedrückt wird:
Dw(%) = χ 100
worin Wo das Gewicht des Glases einer Grosse von 12 χ 10 χ 6 mm
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poliert mit einem Schleifkorn Nr. 400, darstellt und W das Gewicht des Glases ist, gemessen nachdem das Glas in ein PIa tingefäss gegeben wurde und das Glas 60 Minuten in 80 ml siedendem destilliertem Wasser gehalten worden war, worauf das Glas dann getrocknet und abgekühlt wurde.
Die Härte (Hk) ist die Knoop-Härte, die bei einer Belastung von 0,1 kg und einer Belastungszeit von 15 Sekunden gemessen wurde.
c (mum) ist die Wellenlänge, bei welcher die Durchlässigkeit einer Glasscheibe einer Dicke von 2 mm in dessen Spektraldurchlässigkeitskurve 5 % beträgt.
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Beispiel Nr.
Komponente 1 2 3 4 5 Vergleichsversuch
P2O5 59,1 59,1 59,1 59,1 59,1 59,1
SiO2 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0
B2O3 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0
Li2O 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0
Na2O 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0
CaO 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0
BaO 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0
PbO 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9
CeO2 0,17 0,33 0,65 0,33 0,33 -
Nd2O3 - - - 0,17 - -
Er2O3 - - - - 0,15 -
nd 1,524 1 ,525 1 ,526 1,526 1,527 1 ,523
Dw(%) 0,24 0,22 0,20 0,19 0,19 0,27
Hk(Kg/mm2) 420 426 430 430 429 413
AT5 (m um ) 307 310 314 311 312 348
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Keines der vorstehenden erfindungsgemässen Gläser beschlägt, selbst wenn man es bei 200C und bei einer relativen Feuchte
von 70 % anhaucht. Die erfindungsgemässen Gläser beschlagen
auch nicht, wenn man sie 15 Minuten bei 0°C hält und dann in einen Raum von 20°C bei einer relativen Feuchte von 75 % bringt.
Die Zeichnung zeigt die Spektraldurchlässigkeitskurven einer 2 mm dicken Glasscheibe, die gemäss den Beispielen 3, 4 und der Erfindung hergestellt wurde, den Gläsern des Vergleichsbeispiels 1 und als Vergleichsbeispiel 2 das Beispiel 10 der
US-Patentanmeldung, Serial Nr (entsprechend der
japanischen Patentanmeldung 42935/76) (d.h. Pp0C 60,5 %,
B2O3 5 %, SiO2 5 %, Li2O 5 %, Na2O 10 %, CaO 5 %, BaO 0,5 %, alles jeweils in Mol.%). Die erfindungsgemässen Gläser absorbieren ultraviolettes Licht in der Wellenlänge, die als schädlich für die Augen angesehen wird und die jenigen, welche Nd3O3 oder Er3O3 enthalten, verringern auch die Blendung, weil sie selektiv das Licht der Wellenlänge absorbieren, in dem Bereich in dem das menschliche Auge am empfindlichsten ist.
Weitere Beispiele des erfindungsgemässen Glases und dessen
Eigenschaften sind nachfolgend, jeweils in Mol.% tabellarisch angegeben.
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s t
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6 Beispiel 7 8 Nr. 10 11 12
Komponente 60,0 55,7 51,4 9 57,6 60,0 59,0
P2O5 5,0 8,3 6,6 55,7 5,0 2,5 5,0
B2O3 5,0 1,0 2,0 5,0 5,0 7,5 5,0
SiO2 - 8,3 5,0 4,3 15,0 3,3 -
Li2O - 16,7 10,0 3,3 - 16,7 15,0
Na2O - - - 6,7 - 5,0 -
κ2ο - - - - - - 5,0
MgO 30,0 10,0 25,0 - 15,0 15,0 5,0
CaO - - - 20,0 - - -
SrO - - - - - - 5,0
BaO - - - - - - -
ZnO - - - 5,0 2,4 - -
PbO - - - - - - 1,0
Al2O3 0,6 0,6 0,6 - 0,3 2,0 0,33
CeO2 - 0,7 - 0,3 - - 0,2
Nd2O3 - - 0,25 - - - -
Er2O3 1,528 1,514 1,529 0,40 1,525 1,515 1,523
nd 0,22 0,30 0,27 1 ,527 0,24 0,17 0,16
Dw(%) 0,19
Hk(kg/mm2) 434 446 455 447 447 440 436
7^r5(mum) 312 312 313 310 309 320 311
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13 Beispiel Nr 15 • 16 17 18
Komponente 58,9 14 58,2 56,0 55,0 61 ,0
P2O5 5,0 56,8 5,0 4,0 5,0 5,0
B2O3 5,0 1,0 5,0 5,0 5,0 5,0
SiO2 5,0 11,5 5,O 3,3 3,3 5,0
Li2O 10,0 5,2 10,0 6,7 6,7 10,0
Na2O - 10,5 - - - -
κ2ο 11,1 - - 25,0 - -
MgO - - - - - -
CaO - 15,0 16,8 - 25,0 -
SrO 5,0 - - - - 14,0
BaO - - - - - -
ZnO - - - - - -
PbO - - - - - -
Al2O3 0,15 - 0,4 0,3 0,3 0,3
CeO2 - 0,18 1,5 0,3 - -
Nd2O3 - - - - 0,25 0,50
Er2O3 1 ,522 - 1 ,527 1,520 1,532 1 ,529
nd 0,14 1,519 0,11 0,10 0,11 0,12
Dw(%) 461 0,32 450 472 455 423
Hk(kg/mm2) 448
;>\T5(inum) 306 308 312 311 310 310
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Die Gläser in diesen Beispielen absorbieren ebenso wie die Gläser in den vorher angegebenen 5 Beispielen ultraviolettes Lichtes, welches für die Augen schädlich ist, und sie haben eine überlegene Wasserbeständigkeit und dadurch wird die Ausbildung einer klebrigen Schicht auf den Glasoberflächen als Ergebnis einer Umsetzung mit der Feuchtigkeit der Luft vermieden. Die Gläser lassen sich auch leicht polieren und sie sind kratzbeständig und weisen eine Härte auf, die sie geeignet für Brillengläser machen. Unter normalen Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen, wie sie im täglichen Gebrauch eintreten, beschlagen diese Gläser gar nicht oder nur in einem sehr geringen Ausmass.
Die erfindungsgemässen Gläser haben somit einen Brechungsindex, der sie für Augengläser geeignet macht, und sie absorbieren ultraviolettes Licht, das für die Augen schädlich ist. Sie sind gegen Beschlagen beständig, vermindern die Blendung und haben eine Wasserbeständigkeit und Härte die für praktische Zwecke ausreicht. Infolgedessen sind die erfindungsgemässen Gläser sehr geeignet zur Verwendung als beschlagfreie Gläser für Brillen.
Die erfindungsgemässen Gläser können auf andere Gläser oder Kunststoffe und dergleichen durch Zerstäuben oder Verbinden aufgebracht werden, um die Oberflächen solcher Materialien beständig gegenüber dem Beschlagen zu machen.
Geeignete Ausgangsstoffe zur Herstellung der erfindungsgemässen Gläser sind beispielsweise für die P20,--Komponente eine Verbindung (beispielsweise ein Oxid) wie Ca(PO3)-r jedoch wird vorzugsweise H3PO4 verwendet. Für die B203-Kompt>nente kann
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man H3BOo oder Na3B4O7 verwenden und für die Alkalioxid-Komponente und die Erdalkalioxid-Komponente können deren Carbonate im allgemeinen angewendet werden aber auch die Nitrate können verwendet werden. Für die SiO2 -/ ZnO-, PbO-, CeO--, Nd3O3- und Er3O3-Komponenten können deren Oxide verwendet werden und für die AlpO-^-Komponente kann man Al(OH)3 verwenden.
Die Ausgangsglaszusammensetzungen aus einer Mischung der Ausgangsmaterialien können direkt in einem Platintiegel erschmolzen werden. Ein Beispiel zur Herstellung eines erfindungsgemässen Glases wird nachfolgend gegeben.
Die Ausgangsverbindungen aus den jeweiligen gewünschten Komponenten werden gut miteinander vermischt und nach Beendigung des Mischens wird die Mischung in einen Platintiegel gegeben und dann in einen Ofen bei 1150°C gestellt. Nach Beendigung des Schmelzens wird die Schmelze raffiniert und in eine Metallform gegossen. Anschliessend lässt man die gegossene Schmelze allmählich abkühlen.
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Claims (4)

HOFFMANN · EITLE & PARTNER PAT E N TAN WALTE DR. ING. E. HOFFMANN (1930-197«) · DIPL.-I NG. W. EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN · D I PL.-1 NG. W. LE H N DIPL.-ING. K. FOCHSlE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 (STERNHAUS) · D-8000 MONCHEN 81 · TELEFON (089) 911087 ■ TELEX 05-29*19 (PATHE) 30 046 o/wa HOYA CORPORATION, TOKYO/JAPAN Beschlagfreies Glas für Augengläser PATENTANSPRÜCHE
1. Nichtbeschlagendes Glas aus
(a) 10O Mal-Teileneines Grundglases, bestehend aus, ausgedrückt in Mol.%, 47 bis 65 % P2 0S* O bis 12 % SiO2, bis 10 % B2O3, wobei der Gesamtanteil von SiO2 + B-O3 6 bis 15 % beträgt, O bis 30 % wenigstens eines Alkalioxids ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Li2O, Na2O und K^O, 5 bis 35 % wenigstens eines Erdalkalioxids, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus MgO, CaO, SrO and BaO, wobei der Gesamtanteil an Alkalioxiden und Erdalkalioxiden 20 bis 45 % beträgt, 0 bis 5 % Al3O3, 0 bis 10 % ZnO und O bis 5 % PbO;
(b) 0,1 bis 2 Mol-Teilen CeO2; und
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(c) O bis 1,5 Mol-Teilen Nd3O3 oder 0 bis 1 Mol-
Teilen Er3O., oder einer Mischung davon.
2. Glas gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Nd3O3 0,1 bis 1,5 Mol-Teile und der Anteil an Er3O3 0,1 bis 1 Mol-Teile ausmacht.
3. Glas gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass SiO2 0,5 bis 12 Mol% und B3O3 0,5 bis 10 Mol.% ausmacht·
4. Glas gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass MgO, CaO, SrO and BaO 0 bis 2 5 Mol.%, 0 bis 30 Mol.%, 0 bis 2 5 Mol.% bzw. 0 bis 14 Mol.% ausmachen.
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DE2754714A 1976-12-09 1977-12-08 Nichtbeschlagendes Glas des Grundglassystems P2 O5 - RO-(B2 O3 - R2 O-PbO) Ceased DE2754714B2 (de)

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DE2754714A Ceased DE2754714B2 (de) 1976-12-09 1977-12-08 Nichtbeschlagendes Glas des Grundglassystems P2 O5 - RO-(B2 O3 - R2 O-PbO)

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