DE2623683C3 - Glas für Augenlinsen mit einem Brechungsindex von mindestens 40 und einem spezifischen Gewicht von nicht mehr als 3,lg/cm3 - Google Patents

Description

SiO₂

Al₂O₃

B₂O₃

mit der Bedingung

SiO₂H-Al₂O₃-I-B₂O₃

CaO

MgO

mit der Bedingung

CaO+ MgO

25- 42 5-11 0-10

44-50

15 - 35 0-15

22-35

15

20

ZrO₂

TiO₂

Nb₂O₅

mit der Bedingung

ZrO₂+TiO₂+Nb₂O₅

2-7 5-11 4-15

17 - 26

BaO 0-5

SrO 0-5

ZnO 0-8

La₂O₃ 0-5

Ta₂O₅ 0-5

WO₃ 0-5 mit der Bedingung, BaO+SrO+ZnO+La₂O₃+Ta₂O₅+WO₃ 0-8

Die Korrektionsrate von Augenlinsen hängt von ihrem Brechungsindex und den Krümmungen beider Oberflächen ab. Wenn die Myopie oder die Hypermetropie fortschreiten, ist zu ihrer Korrektur eine Linse mit dickerem Kantenteil oder innerem Teil erforderlich. Dadurch wird nicht nur das gute Aussehen der Augenlinsen verschlechtert, sondern ihr schweres Gewicht bedingt weiterhin, daß sie für den Träger unbequem sind.

Es besteht daher ein Bedarf nach Augenlinsen, die ein leichtes Gewicht besitzen und einen hohen Brechungsindex aufweisen. In der japanischen Patentanmeldung (OPI) 87716/74 wird ein Glas für Augenlinsen beschrieben, das diese Forderungen erfüllt Das in dieser Patentanmeldung beschriebene Glas besitzt jedoch einen Abbe-Wert, der so niedrig wie 30,0 bis 31,5 ist, und den Nachteil, daß es bei seiner Verwendung als ophthalmische Linsen eine hohe chromatische Aberration an den äußeren Kantenteilen besitzt Insbesondere ist bei Augenlinsen mit hohem Diopterwert die chromatische Aberration sehr hoch.

Aus der DE-AS 22 59183 sind hochbrechende Brillengläser mit einem Brechungsindex von 1,70 bis 1,72 und spezifischen Gewichten von gleich oder kleiner 3,0 bekannt, die auf dem System

SiO₂-Al₂O₃-B₂O₃-CaO-MgO-ZrO₂-TiO₂-Nb₂O₅-BaO-SrO-ZnO-La₂O₃-Ta₂O₅

aufgebaut sind. Auch bei diesen Gläsern, die eine verhältnismäßig große Menge an TiO₂ enthalten, ist der Abbe-Wert niedrig.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Glas für Augenlinsen mit einem Brechungsindex von mindestens 1,70 und einem spezifischen Gewicht von nicht mehr als 3,1 g/m³ aufzuzeigen, welches einen Abbe-Wert von mindestens 40 aufweist

Die Erfindung ist im Patentanspruch angegeben.

In der Figur sind die Änderungen des Brechungsindex und des spezifischen Gewichts aufgeführt, wenn das bei der Erfindung verwendete B₂O₃ durch andere nicht erfindungsgemäße Komponenten ersetzt wird.

In der Figur sind Änderungen im Brechungsindex (And) und im spezifischen Gewicht (Ap) aufgeführt, wenn innerhalb des Verhältnisbereiches der Bestandteile der erfindungsgemäßen Glasmasse 10Gew.-% B₂O₃ durch jede der anderen angegebenen Komponenten ersetzt wird. Aus der Figur ist erkennbar, daß zur Herstellung eines Glases mit hohem Brechungsindex und niedrigem spezifischen Gewicht es bevorzugt ist, CaO und MgO als zweiwertige Komponenten und ZrO₂, TiO₂ und Nb₂O₅ als Komponenten mit hoher Wertigkeit bzw. als Komponenten mit hoher Atomvalenz zu verwenden. Es wurde gefunden, daß durch Begrenzung der Anteile der Bestandteile der Glasmasse, die diese Komponenten als wesentliche Komponenten enthält, auf den spezifischen angegebenen Bereich eine Glasmasse erhalten wird, die nicht nur ein leichtes Gewicht besitzt, sondern die ebenfalls einen hohen Brechungsindex, einen relativ hohen Abbe-Wert aufweist und die chemisch beständig ist und als Augenlinsen verwendet werden kann. Die Masse ist ausreichend stabil, so daß sie in großen Mengen hergestellt werden kann.

In der erfindungsgemäßen Glasmasse sind SiO₂, Al₂O₃ und B₂O₃ die Komponenten, die die Grundstruk tür des Glases ergeben, Wenn der Gesamtanteil dieser Bestandteile 50Gew.-% überschreitet, wird der gewünschte hohe Brechungsindex nicht erhalten, und wenn er unter 44 Gew.-% liegt, kann das gewünschte Glas mit leichtem Gewicht nicht erhalten werden.

Wenn der Anteil von SiO₂ unter 25 Gew.-% liegt und der Anteil von B₂O₃ über 10% liegt, ist die chemische Beständigkeit des Glases verschlechtert und das Glas kann für Augenlinsen nicht gut verwendet werden.

Wenn der Anteil an SiO₂ Ober 42 Gew,-% liegt, wird das Glas schlecht geschmolzen und ist instabil.

Wenn der Anteil an AI₂O₃ unter 5 Gew.-% liegt, besitzt das Glas eine gewisse Neigung zu einer Phasentrennung, und wenn er über U Gew.-% liegt, kristallisiert das Glas leicht,

CaO und MgO sind Komponenten, die zur Stabilisierung des Glases gegen Entglasung erforderlich sind. Wenn der Gesamtanteil dieser beiden Komponenten über 35 Gew.-% liegt, ist die chemische Beständigkeit des Glases verschlechtert, und wenn er unter 22Gew.-% Hegt, besitzt das Glas die Neigung zu kristallisieren und außerdem ist das Glas stark und tief dunkelbraun, bedingt durch das ΊΊΟ2.

Wenn der Anteil an CaO .geringer ist als 15 Gew.-% und der Anteil an MgO über 15 Gew.-% liegt, besitzt das Glas die Neigung zu kristallisieren. Wenn der Anteil an CaO über 35Gew.-% liegt, verschlechtert sich die chemische Beständigkeit des Glases und es kann für ophthalmische Linsen nicht verwendet werden.

Wenn andererseits der gesamte Anteil an ZrO₂, "ΠΟ2 und Nb₂O₅ über 26 Gew.-% liegt, kann der gewünschte Abbe-Wert nicht erhalten werden und das Glas wird instabil. Wenn er unter 17 Gew.-% liegt, kann der hohe Brechungsindex des Glases nicht erhalten werden und die chemische Beständigkeit verschlechtert sich.

ZrO₂ ist ein Bestandteil, der zu der Kristallisationsstabilität des Glases beiträgt und den Abbe-Wert in gewissem Ausmaß erhöht Wenn der Anteil an ZrO₂ über 7 Gew.-% liegt, tritt eine abrupte Erhöhung in der jo Kristallisationsneigung des Glases auf.

TiO₂ ist in einer Menge von mindestens 5Gew.-% erforderlich, damit man den höchsten Brechungsindex und ein niedriges spezifisches Gewicht erhält Wenn es über 11 Gew.-% vorhanden ist, kann der gewünschte jj Abbe-Wert nicht erhalten werden.

Nb₂O₅ ergibt einen Abbe-Wert zwischen ZrO₂ und TiO₂. Daher kann seine Menge erhöht werden, ohne das der Abbe-Wert so stark wie im Falle von TiO₂ erniedrigt wird. Es ist wirksam zur Herstellung von Gläsern mit besonderer chemischer Beständigkeit durch eine Steigerung der Gesamtmenge an Komponenten mit hoher Atomvalenz. Da es relativ teuer ist, wird es in einer Menge von nicht mehr als 15 Gew.-% verwendet

Zur Stabilisierung des Glases und zur Kontrolle des Abbe-Wertes können in die erfindwngsgemößen Gläser BaO, SrO, ZnO, La₂O₃, Ta₂O₅ und WO₃ eingearbeitet werden. Diese Komponenten dürfen insgesamt nicht mehr als 8Gew.-% ausmachen, weil sonst das gewünschte spezifische Gewicht von nicht mehr als 3,1 nicht erhalten wird.

Die Gläser werden hergestellt, indem man ein Ausgangsgemisch, das beispielsweise Siliciumdioxidpulver, Aluminiumhydroxid, Borsäure, Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Zirkonoxid, Titanoxid und Nioboxid enthält, in einem Platinschmelztiegel bei einer Temperatur von 1300 bis 1450⁰C schmilzt, das Gemisch rührt, daß es homogen wird, Blasen daraus entfernt, es in eine auf eine geeignete Temperatur vorerwärmte Form gießt und es dann kühlt bzw. entspannt

Die Säurebeständigkeit der Glasmasse wird entsprechend dem Verfahren zur Bestimmung der chemischen Beständigkeit von optischem Glas (Pulververfahren) bestimmt, dzs in Standards of the Japan Association of the Optical Glass Industry festgelegt «t Sie stellt die Gewichtsabnahme in % einer Pulverprobe dar, wenn sie 1 h in eine 0,01 N wäßrigen Lösung einer Salpetersäure bei 10O⁰C eingetaucht wird.

In der Tabelle wird ein Glas gemäß der Erfindung gezeigt

Tabelle

B2O3	2,4
SiO2	37,5
Al2O3	8,0
CaO	28,5
MgO
ZrO2	5,0
TiO2	6,8
Nb2O5	11,8
BaO	—
SrO
ZnO	—
La2O3	—
Ta2O3	—
WO3	—
nd	1,705
vd	40,1
Spezifisches Gewicht	3,10
Säurebeständigkeit	0,1

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Glas für Augenlinsen mit einem Brechungsindex von mindestens 1,70, einem Abbe-Wert von mindestens 40 und einem spezifischen Gewicht von nicht mehr als 3,1 g/cm³ auf der Basis des Systems

   SiO₂ - AI₂O₃ - B₂O₃ - CaO - MgO - ZrO₂-TIO₂ - Nb₂O₅ - BaO - SrO - ZnO - La₂O₃ -Ta₂O₅ - WO₃,

   dadurch gekennzeichnet, daß es in Gewichtsprozent aus folgenden Komponenten besteht: