DE3439163C2 - Glas für eine Mehrstärken-Brillenglaslinse im System SiO↓2↓-B↓2↓O↓3↓-PbO-BaO - Google Patents
Glas für eine Mehrstärken-Brillenglaslinse im System SiO↓2↓-B↓2↓O↓3↓-PbO-BaOInfo
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Abstract
Die Erfindung beschreibt ein Glas für ein Mehrstärken-Brillenglas mit einem Brechungsindex (nd) von 1,74 bis 1,78, einer Abbe-Zahl (νd) von 31 oder mehr, einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 82 bis 95 · 10-7 und einem Erweichungspunkt von 560 bis 640°C, umfassend, in Gewichtsprozent: 26 bis 34% SiO2 + B2O3 + Al2O3; 14 bis 24% SiO2; 6 bis 14% B2O3; 0 bis 4% Al2O3; 38 bis 50% PbO; 15 bis 30% BaO + SrO + CaO + MgO + ZnO; 2 bis 24% BaO; 0 bis 17% SrO; 0 bis 15% CaO; 0 bis 10% MgO; 0 bis 12% ZnO; und 0 bis 3% ZrO2; wobei das Gewichtsverhältnis von B2O3/SiO2 im Bereich von 0,3 bis 0,8 und das Gewichtsverhältnis von Erdalkalioxiden/PbO im Bereich von 0,2 bis 0,6 liegt.
Description
wobei das Gewichtsverhältnis von B2O3ZSiO2 im Bereich von 0,3 bis 0,8 liegt.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Glas für ein Mehrstärken-Brillenglas im System SiO2-B2O3-PbO-BaO,
worin das Gewichtsverhältnis von Erdalkalioxiden/PbO im Bereich von 0,2 bis 0,6 liegt.
Ein solches Glas wird durch Schmelzbinden mit einem aus Leichtglas mit einem mittleren Brechungsindex
zusammengesetzten Hauptbestandteil erhalten. Es ist eine Leichtbrillenglaslinse mit einem mittleren Brechungsindex,
hergestellt aus einem Glas mit einem relativ hohen Brechungsindex Λ</νοη 1,60 bis 1,61, jedoch mit einem
relativ geringen spezifischen Gewicht von 2,5 bis 2,6 bekannt. Eine solche Linse findet breite Verwendung, da sie
dünner und leichter als eine herkömmliche Linse mit einem /j^von 1,523 ist und ein gesteigertes Schönheitsempfinden
und verbessertes Tragegefühl verleiht. Wird jedoch eine Mehrstärkenlinse vom Schmelzbindetyp unter
Verwendung eines Leichtglases mit einem mittleren Brechungsindex als Hauptbestandteil hergestellt, tritt die
Schwierigkeit auf, daß das herkömmliche Glas für ein Segment nicht verwendet werden kann. Die Gründe
hierfür sind darin zu sehen, daß es bei der Herstellung einer Mehrstärkenlinse vom Schmelzbindetyp im
allgemeinen erforderlich ist, daß der thermische Ausdehnungskoeffizient des Segments in etwa dem des Hauptbestandteiles
entspricht, um eine Sprungbildung nach dem Schmelzbinden zu verhindern, und daß der Erweichungspunkt
des Segments auf eine Temperatur leicht unterhalb des Erweichungspunktes des Hauptbestandteiles
eingestellt wird, um keine Verzerrung bzw. Verformung des Hauptbestandteiles nach dem Schmelzbinden zu
verursachen. Herkömmliches Glas für ein Segment erfüllt jedoch solche Anforderungen nicht immer bzw. nicht
in ausreichendem Maße.
Deshalb besteht ein Bedarf nach einem Glas für ein Segment mit für ein Leichtglas mit mittlerem Brechungsindex
geeigneten thermischen Eigenschaften, nämlich einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 82 bis
95 χ IO-7 und einem Erweichungspunkt (Littleton-Punkt) von 560 bis 640°C und mit einem hohen Brechungsindex
Hd von 1,74 bis 1,78.
Ein Glas, das diese Anforderungen nahezu erfüllt, ist beispielsweise SF 13 (thermischer Ausdehnungskoeffizient
8Ox ΙΟ-7, Erweichungspunkt 6040C, /v= 1,74077), wie es>
im Katalog von Schott & Gen (Westdeutschland; Ausgabe 1980) aufgeführt ist. Dieses Glas ist jedoch darin nachteilig, daß nicht nur der thermische Ausdehnungskoeffizient
unterhalb des erwünschten Wertes liegt, sondern daß ebenso aufgrund seiner großen Dispersion von
Vd von 27,60 die chromatische Aberration groß ist. Folglich ist eine große Abbe-Zahl ebenso eine notwendige
Anforderung für ein Segmentglas.
Aus der US-PS 26 99 398 ist ein Mehrstärken-Brillenglas im System SiO2-B2O3-PbO-BaO, worin das
Gewichtsverhältnis der Erdalkalioxide zu PbO im Bereich von 0,2 bis 0,6 liegt, bekannt.
Um ein Glas mit einem hohen Brechungsindex zu erhalten, ist es allgemein bekannt, den Anteil an Komponenten mit hoher Atomwertigkeit von dreiwertig oder mehr zu erhöhen. Als Ergebnis hiervon erhöht sich jedoch der Erweichungspunkt des Glases, und der thermische Ausdehnungskoeffizient nimmt ab. Dazu gegensätzlich wird der Anteil an Alkalimetalloxiden erhöht, um den Erweichungspunkt des Glases zu reduzieren und den thermischen Ausdehnungskoeffizienten zu erhöhen, jedoch verringert sich hierbei der Brechungsindex. Erdalkalioxide verleihen mittlere Eigenschaften zwischen Komponenten mit hoher Atomwertigkeit und Alkalimetalloxiden. Andererseits verringert PbO den Erweichungspunkt und reduziert den thermischen Ausdehnungskoeffizienten, während es einen hohen Brechungsindex verleiht.
Um ein Glas mit einem hohen Brechungsindex zu erhalten, ist es allgemein bekannt, den Anteil an Komponenten mit hoher Atomwertigkeit von dreiwertig oder mehr zu erhöhen. Als Ergebnis hiervon erhöht sich jedoch der Erweichungspunkt des Glases, und der thermische Ausdehnungskoeffizient nimmt ab. Dazu gegensätzlich wird der Anteil an Alkalimetalloxiden erhöht, um den Erweichungspunkt des Glases zu reduzieren und den thermischen Ausdehnungskoeffizienten zu erhöhen, jedoch verringert sich hierbei der Brechungsindex. Erdalkalioxide verleihen mittlere Eigenschaften zwischen Komponenten mit hoher Atomwertigkeit und Alkalimetalloxiden. Andererseits verringert PbO den Erweichungspunkt und reduziert den thermischen Ausdehnungskoeffizienten, während es einen hohen Brechungsindex verleiht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Glas mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 82
bis 95 χ ΙΟ-7, einem Erweichungspunkt von 560 bis 640°C, einem Brechungsindex tid von 1,74 bis 1,73 und einer
Abbe-Zahl >v>31 zur Verfugung zu stellen, das zur Herstellung eines Glases für ein Mehrstärken-Brillenglas
durch Schmelzbinden an einen aus handelsüblichen Leichtglasmaterialien mit einem mittleren Brechungsindex
zusammengesetzten Hauptteil geeignet ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Glas der eingangs genannten Art gelöst, das gekennzeichnet ist durch folgende
Zusammensetzung in Gew.-%:
26 bis 34% SiO2 + B2O3 + Al2O3
14bis24%SiO2;
14bis24%SiO2;
6bisl4%B2O3;
0 bis 4% Al2O3;
38 bis 50% PbO;
15 bis 30% BaO + SrO + CaO + MgO + ZnO;
38 bis 50% PbO;
15 bis 30% BaO + SrO + CaO + MgO + ZnO;
2 bis 24% BaO; 0bisl7%SrO;
0bisl5%CaO; 0bisl0%MgO;
0 bis 12% ZnO; und 0 bis 3% ZrO2;
wobei das Gewichtsverhältnis von B2O3/SiO2 im Bereich von 0,3 bis 0,8 liegt.
Die das erfindungsgemäße Glas aufbauenden Komponenten werden im einzelnen nachstehend erläutert.
Sämtliche Prozentangaben beziehen sich hierbei auf das Gewicht
Die Gesamtmenge an SiO2, B2O3 und Al2O3 ist auf 26 bis 34% beschränkt, um einen Brechungsindex innerhalb
des erwünschten Bereichs zu erhalten. Um weiterhin den erwünschten Erweichungspunkt zu erhalten, sollte das
Verhältnis von B2O3 zu SiO2, d. h. B2O3/SiO2, zwischen 0,3 und 0,8 liegen, wobei die Bereiche der entsprechenden
Komponenten auf 14 bis 24% bzw. 6 bis 14% beschränkt sind. Al2O3 verbessert die chemische Beständigkeit
Beträgt seine Menge mehr als 4%, verschlechtert sich jedoch die Devitrifikationsbeständigkeit.
Die erforderliche Menge an PbO beträgt mindestens 38%, um den erwünschten hohen Brechungsindex zu
erhalten. Oberschreitet seine Menge jedoch 50%, so kann der erwünschte Vd-Wert nicht aufrechterhalten
werden.
BaO, SrO, CaO, MgO und ZnO sind wirksame Komponenten, um den »v-Wert zu erhöhen; jedoch ist deren
Gesamtmenge auf 15 bis 30% beschränkt, um den_ thermischen Ausdehnungskoeffizienten und den Erweichungspunkt
innerhalb der erwünschten Bereiche zu halten. Von diesen Komponenten ist BaO in einer Menge
von mindestens 2% erforderlich, um die Devitrifikationsbeständigkeit zu verbessern. Beträgt jedoch seine
Menge mehr als 24%, ist es schwierig, den thermischen Ausdehnungskoeffizienten und den Erweichungspunkt
zu kontrollieren. SrO, CaO, MgO und ZnO ergeben eine geringe Devitrifikationsbeständigkeit nach dem
Schmelzbinden, wenn die Mengen dieser Komponenten 17%, 15%, 10% bzw. 12% überschreiten.
Um den erwünschten thermischen Ausdehnungskoeffizienten und Erweichungspunkt zu erhalten, sollte weiterhin
das Gewichtsverhältnis von Erdalkalioxiden zu PbO 0,2 bis 0,6 betragen.
ZrO2 trägt dazu bei, die chemische Beständigkeit zu verbessern, wenn jedoch seine Menge 3% überschreitet,
wird der Erweichungspunkt zu hoch.
Ein Teil des ZrO2 kann beispielsweise durch La2O3 oder TiO2 ersetzt werden oder As2O3, Sb2O3 oder F
können zur Reinigung oder Entfärbung eingearbeitet werden.
Beispiele erfindungsgemäßer Gläser sind in der folgenden Tabelle gezeigt, wobei die jeweiligen Komponenten
in Gewichtsprozent angegeben sind.
| Komponente | Beispiel | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 1 | 17,6 | 19,6 | 19,6 | 17,6 | 17,1 | 17,1 | 17,1 | |
| SiO2 | 16,9 | 12,2 | 9,2 | 12,7 | 8,1 | 10,9 | 10,9 | 10,9 |
| B2O3 | 12,7 | 2,0 | 2,0 | — | 3,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 |
| Al2O3 | 2,0 | 48,1 | 44,5 | 44,0 | 42,5 | 47,6 | 47,6 | 47,6 |
| PbO | 48,3 | 8,9 | 6,2 | 19,5 | 12,4 | 15,0 | 5,0 | 7,0 |
| BaO | 12,4 | _ | — | — | — | — | 10,0 | — |
| SrO | — | 7,0 | 10,0 | — | 7,0 | 7,0 | 7,0 | 7,0 |
| CaO | 3,5 | — | — | — | — | — | — | 8,0 |
| MgO | — | 3,1 | 7,1 | 3,1 | 7,0 | — | — | — |
| ZnO | 3,1 | 0,7 | 1,0 | 0,7 | 2,0 | — | — | — |
| ZrO2 | 0,7 | 0,69 | 0,47 | 0,65 | 0,46 | 0,64 | 0,64 | 0,64 |
| B2O3ZSiO2 | 0,75 | 0,33 | 0,36 | 0,44 | 0,46 | 0,46 | 0,46 | 0,46 |
| Erdalkalioxid/PbO | 0,33 | 1,759 | 1,757 | 1,742 | 1,768 | 1,764 | 1,762 | 1,754 |
| 1,772 | 32,1 | 32,4 | 34,0 | 31,7 | 31,6 | 31,5 | 31,8 | |
| Vd | 31,4 | 83 | 84 | 84 | 87 | 93 | 94 | 91 |
| thermischer | 86 | |||||||
| Ausdehnungs | ||||||||
| koeffizient | ||||||||
| (χ ΙΟ-') | 590 | 610 | 590 | 620 | 590 | 600 | 610 - | |
| Erweichungspunkt | 570 | |||||||
| CQ | ||||||||
10
30 35 40 45 50 55 60 65
Die vorstehend beschriebenen Gläser können durch grobes Schmelzen einer Mischung aus herkömmlich
verwendeten Ausgangsmaterialien, wie siliciumhaltiges Steinpulver, Borsäure, Aluminiumhydroxid, Bleioxid,
Bariumcarbonat, Zinkblüten (Zinkoxide) oder Zirkoniumoxid, in einem feuerfesten Schmelztiegel bei 1200 bis
1250° C, Überführen der Schmelze in einen Platin-Schmelztiegel erneutes Schmelzen bei 1250 bis 1300° C,
Rühren der Schmelze zur Homogenisierung, Entfernen von Blasen, Gießen in eine vorher auf eine geeignete
Temperatur erwärmte Form und anschließendes Tempern des Produktes hergestellt
Claims (1)
- Patentanspruch:Glas für ein Mehrstärken-Brillenglas im System SiOp-B2O3- PbO-BaO, worin das Gewichtsverhältnis von Erdalkalioxiden/PbO im Bereich von 0,2 bis 0,6 liegt, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung (in Gew.-%):26 bis 34% SiO2 + B2O3 + Al2O3;14 bis 24% SiO2;
6 bis 14% B2O3;O bis 4% Al2O3;38 bis 50% PbO;15 bis 30% BaO + SrO + CaO + MgO + ZnO;
2 bis 24% BaO;O bis 17% SrO;
O bis 15% CaO;O bis 10% MgO;
O bis 12% ZnO; und
O bis 3% ZrO2;
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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1984
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- 1984-10-26 US US06/665,389 patent/US4568651A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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| US4568651A (en) | 1986-02-04 |
| JPS6096541A (ja) | 1985-05-30 |
| DE3439163A1 (de) | 1985-05-15 |
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