DE2545652A1 - Photochromes ophthalmisches glas - Google Patents

Photochromes ophthalmisches glas

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DE2545652A1
DE2545652A1 DE19752545652 DE2545652A DE2545652A1 DE 2545652 A1 DE2545652 A1 DE 2545652A1 DE 19752545652 DE19752545652 DE 19752545652 DE 2545652 A DE2545652 A DE 2545652A DE 2545652 A1 DE2545652 A1 DE 2545652A1
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DE
Germany
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lfn
glasses
cjn
cvl
glass
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Withdrawn
Application number
DE19752545652
Other languages
English (en)
Inventor
Clark Vanness Demunn
David Joseph Kerko
Ralph Anton Westwig
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Corning Glass Works
Original Assignee
Corning Glass Works
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C4/00—Compositions for glass with special properties
    • C03C4/04—Compositions for glass with special properties for photosensitive glass
    • C03C4/06—Compositions for glass with special properties for photosensitive glass for phototropic or photochromic glass
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S501/00—Compositions: ceramic
    • Y10S501/90—Optical glass, e.g. silent on refractive index and/or ABBE number

Description

Die Erfindung betrifft rasch wieder aufhellbare photochrome Gläser mit dem für ophthalmische Zwecke erforderlichen Brechungsindex.
Neben den in US-PS 3,208,860 grundlegend beschriebenen Gläsern mit allgemein photochromen Eigenschaften sind bereits Spezialgläser mit photochromen Eigenschaften für ophthalmische Zwecke entwickelt worden. So beschreibt US-PS 3,197,296 Alkaliboraluminiumsilikatgläser mit submikroskopischen Silberhalidkristallen, deren Brechungsindex ophthalmisch korrigiert ist, also im Bereich von nD=1,52 - 1,54 liegt. Es besteht jedoch ein Bedürfnis nach ophthalmischen Gläsern mit rascherer Wiederaufhellung; tritt z.B. ein Brillenträger aus dem Sonnenlicht in ein dunkles Zimmer, so beeinträchtigt eine zu langsame Wiederaufhellung des Augenglases sein Sehvermögen ganz erheblich und kann eine Gefahrenquelle bedeuten.
009820/1173
7545652
Das Wiederaufhellungsvermögen photochromer Gläser kann als sogenannte Halbwertzeit der Wiederaufhellung t^p ausgedrückt werden. Dies ist der zur Wiederherstellung des geometrischen Durchschnitts
ψο
χ Τ,
der Ausgangsdurchlässigkeit (% Durchlässigkeit T) und der Durchlässigkeit im vollgedunkelten Zustand T30 erforderliche Zeitraum. Die Wiederaufhellungseigenschaften photoehromer G-läser können an Hand der gemessenen Wiederaufhellung eines gedunkelten Glases in 5 Min. als prozentuales Verhältnis %iV der Abnahme der optischen Dichte des gedunkelten Glases nach 5 Min. Wiederaufhellung, AD^1- zu der Zunahme der optischen Dichte nach 5 Min. Dunklung, AD,r gemessen werden. Hierfür gilt
p/^l χ 100.
Die bekannten ophthalmischen photοehromen Gläser, z.B. nach US-PS 3,197,296, zeigen durchweg Halbwert ζ ei ten der Wiederaufhellung Ton 3-5 Min., nur selten besser. Dies entspricht empirisch einem Verlust von etwa 50 - 62 % der optischen Dichte nach 5 Min. Wiederaufhellung. Diese Gläser haben demnach %]?,-Werte von etwa 50 - 62 %. Eine raschere Wiederaufhellung ist zu fordern. Daneben sollen entsprechende photochrome Gläser frei von Trübung sein, gute chemische Beständigkeit besitzen, und unter Einwirkung aktivierender Bestrahlung, z.B. UV-Strahlen, gut dunkeln.
603820/1173 " 3 "
Überraschend gelang es, entsprechende photochrome ophthal mische Gläser mit dem erforderlichen Brechungsindex 1,52 1,54 zu schaffen.
Sie enthalten in Gew. % nach dem Ansatz "berechnet
49 - 60 % SiO2
2 - 9 % 15 - 18 %
6 - 12 %
9 - 18 % ZrO2 0,5 - 0,9 % Ag 0,5 - 0,8 % Cl 0,01 - 0,03 % CuO 0,3 - 1 % FbO
1 - 2 % P,
wobei diese Bestandteile wenigstens 94 % des Glases ausmachen.
Nach weiterer Ausgestaltung können sie wahlweise ferner enthalten
O - 6 % K2O O - 3 % Li2O O - 4 % BaO O - 1 % MgO O - 2 % TiO2 O - 0,5 % Br O - 0,5 % I.
003820/1173
Diese Gläser haben einen korrigierten Brechungsindex, mit η,, Werten im Bereich von 1,52 - 1,54, gute chemische Beständigkeit und unter Einwirkung von UV-Strahlung gute Dunklung. Vor allem bleichen sie bei abnehmender Strahlung wesentlich schneller als die bekannten photοehromen Glaser; sie erreichen nämlich 65 % Bleichung (Wiederaufhellung), in einigen Fällen sogar 80 %, schon innerhalb von 5 Minuten.
Diese schnelle Wiederaufhellung kann in erster Linie auf die Verwendung erhöhter Mengen von Zirkonoxid und geringerer Mengen Blei und Barium zur Einstellung des Brechungsindex zurückgeführt werden. Die angegebenen Grenzen sind einzuhalten, um gute Dunklung, rasche Wiederaufhellung und geeignete Brechungsindeces zu erzielen.
Zu ihrer Herstellung werden die entsprechenden Ansätze in Wannen, Tiegeln usf. bei 1500 - 165O0O erschmolzen, in bekannter Weise durch ziehen, pressen, walzen, blasen, gießen usw. geformt und zur Ausfällung der die Phototropizität verursachenden Silberchloridkristallite während 1/2-4 Stunden Temperaturen von 500 - 65O0G ausgesetzt.
Die Ansätze können aus den Oxiden oder anderen, diese beim Schmelzen ergebenden Verbindungen bestehen.
Die Tabelle I zeigt Beispiele der Glaszusammensetzung, in Gew. % und nach dem Ansatz berechnet.
609820/1173
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609820/1173
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Cs]
609820/1173
Tabelle I (Abschluß)
41 42_
SiO2 Al2O3
PbO ZrO,
51,7 51,7
8,7 8,7
17,2 17,2
10,5 10,5
0,5 0,5
11,3 11,3
0,63 0,63
0,60 0,60
1,2 1,2
0,020 0,020
0,50 0,25
_ 0,25
Die Gläser der Tabelle wurden in abgedeckten Tiegeln während 4 Stunden erschmolzen, in den meisten Fällen bei 155O°C, mit Ausnahme der bei 1600 oder 165O0C schmelzenden Ansätze mit hohem Anteil an Zirkonoxid. Die Schmelzen wurden in Formen zu 15 χ 15 x 1 cm großen Platten gegossen und nach Anlassen bei 5000C langsam auf Zimmertemperatur gekühlt.
Sodann wurden sie in Abschnitte zerteilt und zur Erzeugung der Phototropizität in der Wärme behandelt. Einzelheiten dieser Behandlung zeigt die Tabelle II.
803820/1173
Tabelle II
Fahrplan A - Erhitzen von 800°C/Std. auf 54O0C,
Halten bei 54O0C während 1/2 Std.,
η std· Erhitzen von 800°C/auf 605 C,
Halten bei 6O5°C während 1 Std., Abkühlen mit Ofengeschwindigkeit auf Zimmertemperatur,
Fahrplan B - Erhitzen von 800°C/Std. auf 54O0C, Halten bei 54O0C während 1/2 Std., Erhitzen von 800°C/Std. auf 6200C, Halten bei 62O0C während 1 Std., Abkühlen mit Ofengeschwindigkeit auf Zimmertemperatur.
Fahrplan C - Erhitzen von um 25OO°C/Std. auf 620°C, Halten bei 62O0C während 1/2 Std., Abkühlen mit Ofengeschwindigkeit auf Zimmertemperatur.
Fahrplan D - Erhitzen von 800°C/Std. auf 62O0C, Halten bei 62O0C während 1/2 Std., Abkühlen mit Ofengeschwindigkeit auf Zimmertemperatur.
609820/1173
Die so behandelten Glasproben wurden sodann auf photochrome Eigenschaften untersucht. Hierzu wurden sie auf 2 mm dicke Abschnitte geschnitten und auf glatte, planparallele Oberflächen geschliffen und poliert. Diese Glasproben wurden sodann geprüft, indem zunächst die Lichtdurchlässigkeit des klaren, ungedunkelten Glases, T , gemessen wurde. Darauf wurden sie 5 Min. mit einer UV-Quelle bestrahlt um zu dunkeln, und die Durchlässigkeit des sichtbaren Glases der gedunkelten Gläser, T^c» gemessen, darauf gegen alle Strahlung abgeschirmt und während 5 Min. aufhellen gelassen, und anschliessend die Durchlässigkeit für sichtbares Licht gemessen, Tf(r. Die UV-Quelle bestand aus zwei 15 Watt-Lampen (Schwarzlicht blau fluoreszierend), die im Abstand von 10 cm von der Probe aufgestellt wurden und ausreichten, um die Proben innerhalb von 5 Min. vollständig zu dunkeln.
Auf Grund der gewonnenen Meßwerte wurde die Änderung der optischen Dichte nach Dunklung, ^D,,-, und nach Wiederaufhellung, ΔD„ρ-, bestimmt. Aus dem Verhältnis der beiden Änderungen wurde dann der Wiederaufhellungsgrad nach 5 Min., %IV, für jede Glasprobe nach der Formel berechnet;
x 100
60 3 820/1173
Die Tabelle III enthält die Eigenschaften dieser Gläser (Tabelle I und II), nämlich den Brechungsindex n^., die Wärmet)ehandlung (Tabelle III), den Prozentsatz der Durchlässigkeit für sichtbares Licht im klaren Zustand, T , sowie im gedunkelten Zustand (nach 5 Min.)» ^ nach 5 Min. Wieder aufhellung, Tf[-» die Halbwertzeit der Wiederaufhellung in Sekunden (für einige der Beispiele), und der Wiederaufhellungsgrad nach 5 Min.,
609820/1173
label 1 e III
Beispiel-Nr. 1 1 2 3 1 4 1, 5 1, 6 1 7 8 71 1, 73 9 1 10
Brechungs
index ru		 ,519 1,521 1,522 .525 B 529 A 532 ,521 1.521 A 521 ,523
7) Wärmebe
handlung		 91 A C B 90 A 88 90, 92 D A 91, 91 A
30 To 29 91,5 92,0 37 31, 48, 0 33 ,0 91,0 34, 5 31 ,0
Ö Td5 67 28,5 32,0 72 ,5 64, 5 78, 5 68 ,0 32,0 70, 0 67 ,5
Tf5 120 65,0 69,0 90 ,5 105 0 45 5 105 ,0 67,0 - 0 ,0
MUM
U)		 t^CSek.) 73 120 105 75 69 79 71 - 71
/OJ? j— 71 73
—i. ΦΙ
CD cn κ?
a D e 1 1 e III (Fortsetzung)
Beispiel-Nr, 11 1g IJ 14 15 16 117 18 IJ
Brechungs- 1,521 1,521 1,523 1,523 1.523 1,526 1,524 1,526 1,528 1,524 index
Wärmebe
handlung		 D 91 D 90 D 90 D D 90 D 90 0 91 B 90 C .90 B . 90 I
34,5
70,5		 34,0
69,5		 31
63		 91,5 36
76		 • 42,5
■ 80		 31 ■
65		 ■ 38
. 78		 . 38
■76		 35
74		 ■«X
I
0982C 5 105 90 .165 31,0 .
64,0		 60 105 150 .. 75 , '75 . 90
'S»
,_i		 tHI,(Selc.) 150
74 74 67 67 82 ■ 84 69 83 81
Tabelle III (Fortsetzung)
Beis-piel-Nr. 21 22 £2 24 2^ 26 27. 28 29 50
Brechungs- 1,522 1.522 1,521 1,521 1,521 1,521 1,521 1,524 1,522 1,522
index n^
Wärmebe-
handlung		 B - 87 0 91
39		 C A C B C A 91
34		 0 A
co
CD
CÖ
OO		 90,5
46		 77 91
33,5		 91,5
32,0		 91,0
31,5		 90,0
26,0		 91,0
28,0		 69,5 91,5
35,5		 91
35,5
Tf5 83 75 71,5 73,0 70,5 69,0 62,0 105 70,5 70
tjjpCSek.) 80 105 90 90 150 150 73 105 105
««4 76 79 76 67 67 72 72
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τ- KN LfN O "Φ
CJN "φ C— CM C-
ω co
LfN LfN
:cö ο 1O SH W Fq
^ EH EH EH -P "^.
- 17 -
603820/1173
Tabelle III (Abschluß)
Beispiel-Er. 41 42 91
Brechungs
index n-p		 1,521 1,521 38
Wärmebe
handlung		 B B 75
To 90,5 90
Td5 55,0 78
Tf5 86,0
tgpCSek.) 45
90
Die erfindungsgemäßen photochromen Gläser zeigen also im Vergleich zu bekannten Giäsern erheblich bessere Wiederaufhellungsmerkmale, z.B. 65 % nach je 5 Min. Dunklung und Wiederaufhellung, sowie sehr gute Dunklungsfähiglceit, und sind besonders vorteilhaft verwendbar in Fällen in denen eine rasche Wiederaufhellung zu fordern ist, wie z.B. in ophthalmischen Gläsern.
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Claims (2)

  1. - 18 -
    Patentansprüche
    bleichendes photochromes G-las mit einem Brechungsindex nD von 1,52 - 1,54, dadurch gekennzeichnet, daß es, in G-ew. %, nach dem Ansatz berechnet
    49 - 60 % SiO2
    2-9 % Al2O3 15 - 18 % B2O3 6 - 12 % Na2O
    9 - 18 % ZrO2 0,5 - 0,9 % Ag 0,5 - 0,8 % Cl 0,01 - 0,03 % CuO 0,3 - 1 % PbO 1 - 2 % i1
    enthält, wobei diese Bestandteile wenigstens 94 % des Glases ausmachen.
  2. 2. Photochromes Glas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ferner
    0 - 6 % K2O 0 - 3 % Li2O 0 - 4 % BaO
    0 - 1 % MgO 0 - 2 % TiO2
    0 - 0,5 % Br ,
    0 - 0,5 % I
    609820/1173
    enthält.
DE19752545652 1974-11-11 1975-10-11 Photochromes ophthalmisches glas Withdrawn DE2545652A1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/522,494 US3957499A (en) 1974-11-11 1974-11-11 Fast-fading index-corrected photochromic glass compositions

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Publication Number Publication Date
DE2545652A1 true DE2545652A1 (de) 1976-05-13

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Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19752545652 Withdrawn DE2545652A1 (de) 1974-11-11 1975-10-11 Photochromes ophthalmisches glas

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US (1) US3957499A (de)
JP (1) JPS5198709A (de)
DE (1) DE2545652A1 (de)
FR (1) FR2290401A1 (de)
GB (1) GB1472673A (de)

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