IT8367154A1

IT8367154A1 - LENTE OTTICA ED OFTALMICA CON VALORI DI RIFRAZIONE >1,56, NUMERI DI ABBE > 40 E DENSITA' < 2,70 g/cm3

Info

Publication number: IT8367154A1
Application number: ITTO1983A067154A
Authority: IT
Original assignee: Schott Glaswerke
Priority date: 1982-02-20
Filing date: 1983-02-14
Publication date: 1984-08-14
Also published as: IT1193419B; JPS6311292B2; JPS58145638A; IT8367154A0; DE3206226A1

Description

DOCUMENTAZIONE

RILEGATA

D E S C R IZ IO N E

della domanda di Brevetto per.Invenzione Industriale dal titolo:

" LENTE OTTICA ED OFTALMICA CON VALORI DI R IFRAZIONE -> 1 , 56 , NUMERI DI ABBE > 40 E DENSIT? ' ^ 2, 70 g/cm<3>" di SCHOTT-GLASWERKE, di nazionalit? tedesca,

a 6500 MAINZ (Repubblica Federale di Germania), Hattenbergstrasse 10 Inventori : Karl MENNEMANN?. Georg GLIEMEROTH, Ludwig ROB? Burkhard SPEIT, Volkmar GEILER, Hans-Georg. KROLLA e Lothar MECKEL

DEPOSITATA IL FEB, 1933 . DOMANDA NR. 67154 A/83

) R IA SS U NTO $

Vetro ottico ed oftalmico con alto valore di t? ?S k3 rifrazione , alto numero di Abbe e bassa densit?, caratterizzato da buona stabilit? chimica, buon Q3 .comportamento .nella cristallizzazione e idoneit? _

. 1

alla tempra..,chimica.,e. presentante la seguente,compo- _ ..sizione^in peso, percentuale.:. _

.47 - .75 Si02,1-20 B203, 0-10 AlgO , 0?5 Po0_ 0-15

2 5,

Li 0 , 0-10 Na20, 0-10. K 0, 0^20 CaO, ''-15 MgO,

0-4 SrO, 0-4 BaO, 0-5 Zn0,1-15 Ti02, <0>8 Zr02, 0-5

Nb 0_ e 0-5 F.

Scopo dell'invenzione ? di individuare un campo di composizione per un vetro ottico ed

\W \L g,oftalmico con un valore di rifrazione^ 1,56, un

?'?ss & (D yHQ

! ^numero di Abbe ^ 40 ed una densit?^2, 70 g/cirr. Tale vetro dovr? inoltre assorbire completamente al disoifc

to di 340-390 <11111 >*?raggi_ultravioletti, essere in condizioni di venir indurito (temprato.) ohmicamente

in bagno alcalino, resistere ad acidi diluiti e

.soluzioni saline, e non presentare alcuna cristallizzazione nel. settore__di._viscosit?_al disotto,di

4

10 d Pa s.

Oltre alle propriet? principali, ad un alto

valore di rifrazione, .ad.jm . alto numero di Abbe ed

una bassa densit?, il vetro deve possedere anche

alcune importanti caratteristiche per poter essere <?>s usato come lente per occhiali. Per motivi medici

tale vetro o lente deve essere impenetrabile ai <a! raggi ultravioletti con lunghezza d'onda inferiore

a 350_nm. Infine nel campo_spettrale visibile_.il

vetro o_lente non dovr? presentare alcun .fenomeno di assorbimento, perch? altrimenti il vetro o lente assumerebbe una colorazione propria,non desiderata.

Una caratteristica importante per un tale

vetro graduato ? la sua buona producibilit? in

impianti fusori di grandi dimensioni (vetro fuso

in vasca) e la sua idoneit? alla susseguente lavorazione a macchina per produrre pezzi stampati.

^Pertanto il vetro dovr? essere poco incline alla

(2)

\ ?

cristallizzazione. In particolare non dovranno insorgere ,alle temperature corrispondenti al settore

.di viscosit? nella lavorazione al disotto di 104

d Pa s, fenomeni di devetrificazione .

Per sicurezza del portatore di occhiali tale vetro deve presentare una ottima temprabilit?

chimica. Il che permetter? di ridurre ulteriormente

lo spessorejdplla lente, rendendo pertanto possibile

un minor peso della lente*.

Un'altra importante. esigenza per questo tipo di lente ? rappresentato da una buona stabilit?

te chimica. La composizione del vetro deve essere

tale che durante la lavorazione (rettifica, luci-.datura, lavaggio) e nel corso dell'utilizzazione _ulteriore._sugli occhiali, non possano agire in modo _ _ _ visibile. elementi aggressivi (acidi, succhi di;

frutta,. saldature. ecc.) attaccando la superficie _ _ del vetro p lente, e cip' per una notevole durata.

L'odierno stato della tecnica viene esposto esaurientemente nalla richiesta di brevetto tedesca

DE-OS 3139 212. In tale richiesta si rivendica,

per la prima volta,un settore di composizioni

per un vetro ottico ed oftalmico con un valore

o indice di.rifrazione^ 1,58, un numero di Abbe^ 45,

,una densit?^. .2,75 g/cm^ ed una particolare idoneit?

(3)

i <? >t ^per l'indurimento o tempra chimica,-. Tutti i brevetti

precedenti per vetri aventi limiti di rifrazione

tra 1,55 e 1,60 ed un numero di Abbe^45 (JP-OS I 79.10882, GB-OS 2029-.A01) non rendono possibile

entro i propri._limit.i._di composizione la produzione

di vetri o lenti.con_una .densit? inferiore a 2,70 _

.in presenza,di.un ..indice, di rifrazione di 1,60 e.di_

.un numero.di Abbe di...50,_.. I limiti.di composizione_

qui proposti e rivendicati vanno al dil? della

richiesta di brevetto, tedesca DE-OS 3139 212 ,

in quanto permettono di soddisfare le esigenze .0

di un corrispondente assorbimento UV, di una alta

? stabilit? di cristallizzazione e di una alta 1

o3 temprabilit? chimica. In ^particolare non si sono

, avute.asserzioni di sorta per .quanto riguarda il

comportamento nel^'assorbimento di raggi_ultravioletti, bench? le ultime ioni acquisite ne1

campo medico. ritengano questo settore di particolare importanza. Nei limiti di composizione

indicati nella richiesta di brevetto le lenti '

o vetri . presentano per basso tenore in Titanio

una trasmissibilit? di raggi UV troppo alta,?<' >oppure

nel caso contrario (tenore troppo alto di Titanio)

un assorbimento eccessivo di raggi UV, con uno

scolorimento nel settore spettrale visibile.

(A)

V..

Per essere all'altezza di tutte le esigenze dianzi?indicate, si presentava quindi la necessit?

di trovare una nuova gamma di composizioni. .

. Una.tale gamma ?.caratterizzata dal fatto

che la somma.di,tutti gli.ossidi formanti il vetro

? di 57 a 85 in peso %,.con.i seguenti tenori (peso percentuale): _ _ _ _ _ . ..

... Si02_47-75,?B203__1.-20, A120 .0-10, 0-5.

e, preferibilmente, i tenori seguenti, sempre in

peso % nella gamma 60-75: ..

Si02 49-68, B203 8-14, AlgO 0,5-3, j Ge02 0-3, P205 0-1,5.

c$ La somma degli ossidi alcalini deve andare *

NS

in questo caso ., da 5 a 15 in.peso percentuale e Q3 pref eribilmente ..da 8 a l5__in._peso. percentuale., ossia:

_ . Li?0 ...4-1.5, Na2P ._0-6,. K Q 0-4, Li20...6-12_

.i_ _ Na20 .0,5-4,5_ K2P_ 0-2._ _ _ _!_

La somma degli ossidi alcalino-terrosi e ZnO deve andare da_2 a 25 injpeso percentuale e prefer?-, bilmente da 3 a 18 , ossia (peso%): Ca0.1-20, MgO

0-15, ZnO 0-5 e rispettivamente CaO 2-8 , MgO 1-6, ZnO

0-5. Inoltre non piu' del 10% in peso% della somma

di SrO, BaO, ZnO e PbO e - altri componenti :

TiO, 1-15 pref. 4-9,5

co? ZrO 0-8 0-3

(5) (ORiW F 0-5 . <' >_ pref. 1-3 peso% NaF

Infine possono essere contenuti altri

ossidi (in peso%):_ _ _

0-5 _

-"2?5

0-4 _ _

<Y>2?3

La-0 0-8

2 3

0-3 _ _

<Ta>2<0>5 i __SnO* 0,'i-3,0_a fianco o invece di NaF

0-2,0 _ ;

2?3

0, 1-3,5_

<Yb>2?3 t?

<Ce>2?3 0-3 <?>3

0,2,5

<Sb>2?3 ?

TeO? 0-2 Q3

SeO, 0-2 _

V/O 0-5

3 -_ Le /Lenti secondo l?invenzione presentano

.le. caratteristiche comuni di un alto indice di

rifrazione, di un alto numero di Abbe e di una

bassa densit?, nonch? di un eccellente comportamento

nella cristallizzazione,.di una temprabilit? chimica

ottima ? di un costante di assorbimento di raggi UV

netta a 3</>*??-390 nm.

La stabilit? di cristallizzazione viene

notevolmente migliorata negli esempi riportati

,rispetto alla..richiesta di brevetto del 2/10/81

(6;

;t <?>? ? I ! recante il numero AZ P 3139 212.1, quando si introduce un tenore di sodio superiore .di.circa 3 a.5 in.\

.% ponderale .rispetto,a .Na20 .Contemporaneamente,

tale tenore.in Na^O aumenta la temprabilit?,in ...un ..; bagno salino con Na o K, riducendo allo stesso.tempo_

.la durata .dell<1 >immersione... . . ... _

_ . _L' alto _numero__.di .Abbe richiesto nella, ri? ... chiesta tedesca_di._breve_tt.o_.DErDS._3 ...139212 non ? .

piu* necessaria, perch?.gli aloni cromatici

si presentano, nelle lenti per occhiali a partire da .

< 42 con effetti di disturbo per il portatore di ,S .occhiali. E' possibile aumentare il tenore in

TiO^ fino al 10% in peso percentuale, spostando

il rapporto indice._di_._rifrazione-densit? nel senso <3 di una minor densit? e di un maggi?re .Il numero <'>Jt di Abbe cala cos? a 43-42.

Aggiungendo ora un minimo di_Q,4 in peso %

_di_fluoruro.,(esempio.:.come NaF), si.ottiene rispetto

f

..allo ione_.F__un_gradiente., ripido dell'assorbimento '3.

di raggi UV coll?80% di riduzione della trasmissione

nei limiti 15-30 nm. Le condizioni di tale gradiente tossono essere spostatela seconda della compdsizione

del vetro di base,mediante aggiunta dei componenti menzionati nelle rivendicazioni 6-10,nel settore ^desiderato (cio? 340-390 nm)?

(7)

I ?

I t * . . La tabella 1 contiene 1.0._esempi di. realizzazione in un settore di.composizioni preferenziallj

..la tabella 2 contiene,altri 9 esempi. . _ _

. Le lenti.secondo l'invenzione vengono .fabbri

.cate nel seguente modo: . _ _ _

Le materie prime?(ossidi, carbonati,. nitrati,. .fluoruri) vengono,p esatejoon aggiunta di.un mezzo .

di. depurazione p affinazione, come. ad. esempio As^O^ ..

<" >in quantitativi da 0,1 a"1 p.??, con susseguente <~>

.buona, miscelazione* La.jniscela .vetrosa viene poi

fusa a 1300/1400?C in bacinelle di ceramica o in

te un crogiolo di platino, poi depurata e infine -3

Mc$ . ben omogeneissata mediante un agitatore. Ad una

. temperatura di fusione di circa 800_?C e .con una. 03 ..viscosit? di circa 3000._d Pa s il.metro viene_ _compresso_in_pezzi .grezzi.per ..o.cc.h.ial.i._

Esempio,di fusione oer.1000.kg di vetro calcolato

Ossido Peso% Ma.t..1a .Pesatura . (kg).

Si02. 56 ,50 Sipur .567, 75

12 ,20 217,89

2?3 <H>3<B0>3

Li20 9, 00 225,00

<L1>2<C>?3

Li20 0,89 LiNo, 41 ,21

Na20 .2,00 Na2C03 34 ,52

. MgO 4,27 MgCG, 97,71

GaO 4,50 CaCO^ 8.1 ,82

5

l 1,50 AIO OH 20,40

2 3

TiO, 6,61 TiO? 66,56

3

ZrO 0,49 ZrO? 4,92

0,66 6,85

<Nb>2?5 <Nb>2?5

NaF 1,10 NaF 11,20

1375,63 kg

1,80 mezzo depur.<+ AS>2?3

1377,43 kg miscela

Le caratteristiche di questo vetro per lenti

appaiono nella tabella 1, esempio 2? 4

il Per la tempra chimica i vetri o lenti

rettificati e lucidati vengono tenuti per 4 ore

\ 1

in una colata di NaN0_ a 400?C. La strato tirato Q5

3

fuori dall'immersione ha uno spessore di 83 m n I

ed una sollecitazione di compressione di 7260 nm/cm

\

<r>p", Tabella. It Esempi- di;- esecuzione (contenuto in peso %)

8 10

SiOj 63.80 56.50 64.61 57, 79 51. 86 65, 53 49,52 49.10 51.52 67.62

B2O3 8.14 12.20 9.01 9.47 15,00 8,48 9.70 15,00 11.77 1.05

2?3 1.64 1.50 1.66 1.10 1,25 5,00 1.05 <Al>

*2?5 1.15

li20 10.21 9. 89 11,54 12, 67 12, 83 11,08 10.20 6,00 7,37 8, 57

3, 20 2,00 2.02 2.00 3.72 2.01 4.74 5.90

?

*2? 1.00 0, 25

HgO 3.25 4.27 2.64 6.46 6.20 1.31 4,25 4,84 4,18 2, 84 CaO 1,81 4.30 1,83 7,19 7.06 1, 8? 6, 81 0, 85 9, 33 4,03 ZnO w 2.00 2. 97

T?O2 5,01 6.61 4.57 4.0B 4.52 6, 30 11,23 7.01 5.62 4, 15

Zr02 0,43 1,51 3.01 0.95

Kb2? 1.71? 0.68 0.87 0.71 O. 69 1.63 0, 32 4,00 0, 32 1.55 ??r 1,19 1.10 1.04 1.45 1.17 1.23 1.07 1.17 Sn02 ? 0.42 0.35 0,35

Yb2o2 0.21 0.25

<Ce>2?3 0.11

sb2o3 0.40 0.50

TeOj 0, 12

nd 1.5711 1, 5892 1.5620 1.5930 1, 5920 1.5791 1,6296 1.5953 1,9950 ? 1.5671 vd 52.63 50.88 53, 92 53,90 53.97 50.33 44, 31 46, 51 51.46 j 51.09 ?. fs/<?<3>J 2,5 >9 2.585 2, 507 2. 583 2,585 2.545 2,679 2.601 2.642 2.573

SR<1>? ?. 2 4 2 Z 2 Z 2 Z 2 <?. 2 JL 2 4 2 4 2 Z. 2

OS 2) 5280 7260 6110 4980 5063 5721 6390 8245 8920 7230

I

i) SR -resistenza agli acidi <2. <?>Si-ghi;fici5mem0:4^;4-n,\p^i-dannes.gi amento ;dai-aci do- ni tri co (pHo.y ?)<;>, per -600 ore . attivit? 2} 05 -tensione superficiale in nm/cm dopo 4 or? di immersione in soluzi?ne NaNo^a 400/440? C

Safpf* Gat/o ? ?!^(? ?<?>??<?>

7

/

Tabelle 2

''Scempi

11 12 13 14 15 16 17 18 13

Oxid \

sio2 60,20 5?, 00 56,64 50,00 52,50 57.00 58, QQ 59.00 60,00

B2?3 6,00 8,00 8,00 7,60 5,90 7,50 7.50 6,60 6,60

AI2O3 1, 20 1.30 1,22 2,50 2,00 1,80 1.50 1,60 1,65

2?5 0,70 0,50

Ll20 5.90 7,50 8,01 8,00 7,70 8,00 8,00 7.00 8,00

NBJO 5.10 5,20 5,38 6.50 6,00 5,10 6,00 6.00 5,60

K2o 5.00 5.05 5,08 5.00 5.60 6,30 6,00 6,20 7.00

HgO 1.10 1,60 1.10 1.00 0,80 0,90 Or 60 1.20 0,25

CaO 1.90 1.30 1.90 0,90 0,60 O. 50 0,50 1,50 0,00

ZnO 0, 10 1,60 1, 10

T?O2 12,00 11.50 8,10 9.50 8,00 8,50 10,00 8,70 9.90

Zr02 1.00 0,30 2,01 1,80 2,00 1,00 0,50 0,80 0,50

<Kb>2?5 0.90 0,15 0.92 2.50 0,80 0,55

NaF 0.90 0,50

<Y>2?3 0.B7 1,30 2.50 0,50

<La>2?3 0.77 1.50

v*o3 1,80 2,80 0,75 <?>3 <Ta>2?5 0,50

FbO 1.50

nd 1, 5984 Q3

1,5970 1.5983 1,6182 1,6076 1,5892 1,5904 1,5811 1.5787 vd 43,09 43,80 47,30 43,32 44,82 47,05 45,97 47,47 46,35

? g/cm<3 >2,591 2,578 2,617 2,695 2,670 2,598 2,588 2,578 2. 579

RIVENDICAZIONI

1 Vetro ottico ed oftalmico con indici di ri

frazioni 1,56, numeri di Abbe ^ 40. e densit?^

3

2,70 g/cm , caratterizzati dalle seguenti composizioni in p ,%:

SiO 47 75

2?3 _1 20

AI2O3 0 10

2?5 0 5

?3 ti

1 Q3

\

?

\

,2 sio. A120^ f 57? 85 2?3- 2?5

Li20 0 - 15

Nap 0 - 10 . .

<K>2? 0 - 10 _

? M2O 5 .- 17 (M - Li,Na, K)

CaO .. 0 - 20

MgO ... 0. -...15 .. .

SrO . o .4 . . . .

BaO .0.. ? . 4 . .

ZnO .0 - 5

Ti02 1 15

f ZrCL 0 8 ?P

0

5 5 <Nb>2?

* 0 5 <

Q3 2 Vetro_..secondo . la .rivendicazione .1 , __caratter iz

zato _ . dalle_.seguenti, composizioni_..(p%) : _ ...<" >_

.S.iO, _65_-J?5.

6

<? B>2?3 - - - -: 1 - . 3 <A1>2?5 <. >:<? ? ..>

. S?O2, B2O^ , AI2O3 70 - 80

L?20 3 - 7

Na20 4 - 6

K2? . 0 - 6

.? Li?0, K20, Na20 8 - 14

. CaO VihE

0_ - 5

MgO .... .. 0 -ZnO . . . . 0 - ?.3

CaO, MgO, Zn .0 1,5 - 6 ?

TiO 8 . - . 15.

ZrO . 0 - . 3 -I Nb2?5 - . 0 - _3

F _ .0,4 - .9.

3. . .Vetro. secondo__la__rivendicaz ione 1 , caratteriz

zato dalle seguenti composizioni, (p.'f?):

SiO . . 49 - 68. .

8 - 14

2<0>3

<A1>2?3 0,5 - 3

GeO? 0 - .3 . .9

9

. .0 - 1 ,5. .

2?5

? Si02 ,. B2O3 , . .AI2O3 , . P2P5 60 -75 _

L_?2P

Na?0.. ? 0,5- . - 4,5 ? L/e<f>o

0 .2. _

?Li20 , K20 ,. Na20 8 - 15

MgO .1 - _6?

CaO 2 8..

ZnO 0

2 MgO, CaO, ZnO 3 - 18

TiO 4 9,5.

* <Zr>?2 0 -3 .

(1 4)

i -l <Nb>2?5 0--3 - 5

NaF 1 - - 3,5

0 - 4<Y>2?3

4 Vetro secondo la.rivendicazione 1, caratterizzato _dal fatto che si riferisce alle seguenti composizioni_(p.%).:

SiO 47 ... - ..58

- 16

2?3

0,5 2

<A1>2?3

Si02 , B2O3 , AI2O5 68 - 78

L?20 10 - 15

Na20 4 - 6

<K>2? - 0 1 .1

9 Li20, K20, Na20 15 - 17

CaO -. 8

03 MgO _ _ - 7.

ZnO _ _ 0,1 1

^ CaO, MgO,Zn 0 8 - 14

Ti02 7 10

ZrO 0 2

0 2

<Nb>2?5

0,4 1

5. Vetro secondo la rivendicazione 1, caratteri^

zato dalle seguenti composizoni (p.?c):

Si02 . . 47 ___- 51_

2?3

0 4

<A1>2?3

SiO, 58 - 62

2?3' <A1>2?3

Li20 4 12

Na20 .2 6

?2? 0 4

Li20 , K20, Na^O

8 - 16

CaO .i

MgO 0 - 5

ZnO 0 -

? CaO , MgO, ZnO, 5 12

<Ti>?2 2 8

.9 ZrO? 0 - 2

0 - 3 S<Nb>2?5 v? F 0,4- 1

*5 6 Vetro secondo la rivendicazione 1 o la riven-

dicazione 2, caratterizzato dal fatto che contiene:

SrO 0 9

BaO 0 -

PbO 0

7. Vetro secondo la rivendicazione 1 a 5, carat-

terizzato dal fatto che contiene (in p.%):

? SrO, BaO, ZnO, PbO ^ 10

8. Vetro secondo la rivendicazione 1 a 4, carat-

terizzato dal fatto che contiene (in p.%):

La_0 0 8

0 .. - 5

Ta?0 0 :-__3

9 Vetro secondo la rivendicazione 1 a 5, carat ..terizzato dal fatto ..di contenere (in p??);

Sn02 ... . . .. 0.1 - 3.0 _ . ... .

. Bi203. . . . .0 ......2,0 . . . ?

10. Vetro -secondo -la--rivendicaiione 1 a.6, ca-. . ratterizzato dal fatto di-contenere (in pt%):

Yb 0? - 0,1- 3,5

2 3

11. Vetro secondo la rivendicazione 1 a 7, caratterizzato dal fatto di contenere (in p.5?);

<2 >iJ - 12. Vetro secondo la.rivendicazione 1 a. 9, caratterizzato-dal fatto di?contenere.(in ,p.9?)

Sb?0 0 _- _ 2,5 ?3 13 -Vetro secondo ^la ..rivendicazione 1.ai, ..carat terizzato -dal fatto di_contenere (in.p.%)

TeO .0 .r ? 2

SeO2 0 - _ 2.

p.7 5QpnTT_C1 ACLlCOt/C M7'/

tS'<1 >%L

9

B) Descrizione

Scopo dell'invenzione ? di individuare una.gamma di composizioni per una lente ottica od <: >oftalmica con un valore di rifrazione ,56, un_ [

! numero di Abbe intorno'a 40 ed una^den-s?it?? di- ? : <^2,70 g/cm3,possedendo..la_lebte in un campo di j I t fusione.che va dai 1200 ai 1300?C una.viscosit? |? i sufficientemente alta per essere prodotta in un complesso fusorio in ceramica ad esercizio continuo. Inoltre la lebte deve essere impenetra- I <. ' ? ' >? j bile alla luce con lunghezza d' onda <350 nm. Per ]<' >r la produzione di una tale lente per occhiali (vetrro? graduato) ? d'importanza il comportamento nella ? l (3) !

: cristallizzazione nel camp? di lavorazione sotto ?^?? .

4 ? ?

il livello 10 d Pas. In tale settore non dovran-?

no presentarsi fenomeni di.devetrificazione?.Per \

i

sicurezza del portatore di oechiali;una tale*lentej

t

deve presentare una ottima teirperabilit?. Per cui^ j

|sar? contemporaneamente possibile di ridurre.

i

;ulteriormente lo spessore della lente per occhiali;,,

<1>i i?

!per permettere di ottenere un minor peso dell*occhila

le

. .Una lavorazione yantaggioscL dal .punto-di,

vista.prezzo_.di. una?lente .per_pcehiali ha.corae*_

premessa una buona.stabilit? chimica (rettifica,._

politura, lavaggio). Nell *uso dell*,occhiale^_ ]

non dovranno aggredire in. modo visibile -anche _ j

per lungo tempo - la superficie della lente taluni]

?

elementi come ad?es.acidi diluiti, succhi di frutta,

grasso naturale ecc._. _ _

L'attuale stato della tecnica viene esaurien

temente nella..domanda di brevetto del 2

Ottobre 1981 AZ; P 3139 212.1 .In tale domanda

si. rivendica per la.prima volta un campo di comp?sizione per una lente ottica ed oftalmica con un

<! >valore di rifrazione^ .1,58, un numero di Abbe_

<!? 45 ed una densit? ^2,75 g/cm

<, nonch? con una

^ ottima idoneit? alla tempera chimica. Tutti i

(4)

brevetti precedenti riguardanti lenti nel campo ? i

dei valori di rifrazione da 1,55 a 1,60 e dei numeri di Abbe >43 (JP-OS 79.10.882, GB-OS 2029 401 ! } e JP-OS 81 59.640) non rendono possitile nell<s>am- ?? bito delle loro composizioni,la produzione di__lerttrl aventi densit? inferiore a 2,70-, in presenza un valore di rifrazione di 1,60 e di un numero di i_ ?Abbe da_43 a 50. La JP-OS 81 59 640 descrive, e

}vero, lenti con una densit? di 2,60 e valori di rifrazione attorno a 1,60, ma la dispersione vi itrova in un settore con numero di Abbe attorno a !40, che porta a orli colorati che sono fastidiosi i

!

jper chi porta gli occhiali. D'altra parte, nella ? <"" "'V>~. ? . ~ <' ' ? >. ??- -|

!domanda di brevetto del 2 Ottobre 1981 AZt P 513S 212.1 si impernia la questione su lenti con numeri di Abbe oltre 50. In piratica la gamma di composi- ?

<. >I

zioni della richiesta di brevetto permette anche numeri di Abbe tra 45 -e 50. ma tali lenti non sonc adatte per una produzione continua di un vetro graduato per via della loro tendenza alla cr?stallizzazione. Per soddisfare quindi tutte le esige -riJ-? ze dianzi presentate, si rese qui. necessario ! individuare un nuovo campo di composizioni. Un J

tale campo ? caratterizzato dal fatto che la som-!

! i ma di tutti gli ossidi formatori di vetro j

(5)

sia. dell'ordine di 5? a 82% in peso, e precisamente;

Si02 47-75, B203 1-18, Al^ 0-5, P^ 0-5, pre- [

feribilmente con il 60-78% in peso di formatori i I > <"" >di vetro e in particolare (sempre in peso percentua

|le):.Si02 49-68,JB203.1-8,. A1203 0,5-3, 0-1 ,5* iessendo la somma degli ossidi alcalini tra 10 17 i

;e preferibilmente tra 10_e 15. e in particolare_

!(sempre in peso percentuale): Li C_-0 0-8?j Na C?.0. 5? ,.|K205-10 oppure Li^O.?3_-8,J?a2Q 0,5-7, K2P 5-7, jed essendo la somma degli ossidi alcalino^-terrosi

|pbO e ZnO preferibilmente dell'ordine di 0-3 la _ peso % e in particolare (sempre in peso

MgO 0-7, CaO 0-14, SrO 0-4, BaO 0-4, ZnO 0-3

i . <.>

jPbO 0-5 e gli altri componenti (sempre in peso pere?. )

|Ti02 5-12,8 (preferibilmente 8-12)

,Zr0 0-6 ( _. 0-2 )

-mentre il contenuto in altri ossidi dovrebbe

e ssere _(sempre injpeso percentuale):

<Kb>2?5 0 - 3

? - 0^ 3

0 - 8

<La>2?3

wo 0 - 5

Ta2?5 0 - 3

<je rappresentare non piu<1 >del 2% in peso degli

(6)

ossidi qui non nominati. Per il raffinamento si

ricorrer? ad uno dei mezzi di raffinamento usuali,

come ad esempio As^O^ , nella misura tra 0,1 e 1

;in peso percentuale.

i *

| ...Le_lenti secondo 1?invenzione riuniscqno;__lnj

' "]is? i vantaggi di -un--alto valore di_rifrazione<.;. r . ..>? - i

! ?

iun alto numero di Abbe con una densit? minimap. pur

[ chimica. t

;possedendq_una. eccellente stabilit?/j un eccellente t

jcomportamento di cristallizzazione, una ottima^ _ |_

|temperabilit? chimica ed un andamento viscoso \

_ Ivantaggioso, durante, la colata.ln .crogioli di cera-. 1

j ?

__..[micae_ _ _ _ . _ _ _ __ _ }?

! !

L Rispetto alla OS e alla domanda dianzi __ |_

<' >! <' . >i

jcitate, le lenti qui descritte presentano il.

i i t '

vantaggio di possedere alle temperature necessarie.

?alla completa fusione tra 1200 e 1300?C una visco- |

sit? superiore a 50 d Pas. Le lenti che vengono

fuse con minore viscosit? tendono ad aggredire^ !

?

il materiale ceramico del bagno di fusione, riduceri

. . . <? ?>. <? : >. .. .. .. <~ >{

do cosi notevolmente la durata del complesso S

<'. >I

di fusione.

Rispetto agli esempi elencati nella domanda

?

i ?

Idi brevetto del 2/10/81 AZ: P 3139 212.1 la stabi- 1

I

[ i ! lit? di cristallizzazione viene notevolmente miglio

i ;

j jrata,nel settore dei numeri di Abbe :di< 50, quando ?

1

f il tenore in ossido di sodio o potassio ? superiore '

* l Wr? * ' i al 5% in peso percentuale. Contemporaneamente si ?

t

ottiene con un alto tenore in Na o K .oltre a circa:?

3 in peso percentuale di L^o, una ottima tempera-!

abilit? in bagno salino di Na o K. _ . _ _

? !

i L'esigenza di un alto numero di Abbe* di ?

J!c<'>ui ^alla domanda_di_brevetto del 2/10/8? AZ: P 31.. 3 i9,.

' - ' <' >t

212.1 non si presenta piu', in quanto che-i bordi

colorati delle lenti per occhiali si presentano_

solo a partire da vd/ 42 con_effetti_di disturbo

per il portatore di occhiali. E<1 >pertanto possibile _

I

?aumentando il tenore in TiO^ fino al 12% in_peso

i

|percentuale* di mantenere un rapporto tra alto j _

indice di rifrazione e bassa densit?,regolando

;

:contemporaneamente il numero di Abbe tra 42 e 50. j

. .

La tabella 1 presenta 9 esempi di esecuzio^ _

?. .. <' ' ? ? '>

j ne nel campo preferenziale^ .delle ...composizioni? _

[

I

!_ _ Le. lenti secondo 1<1 >invenzione vengono_

prodotte nel modo seguente:_ _ f_

I

. <?>

.. ... <? >. <? >I

j _ Le materie prime (ossidi,...carbonati ,_.nitra- _

> 1

; i

iti , eventualmente fluorurlX_vengono pesate ,_jyiene.J_

( ^ <w>) ;

aggiunto un mezzo diraff inazione / nella jnisura. di. | . ..

; j

0, 1 - 1 in p.%, miscelandosi bene il tutto. La _ \

<'>quantit? di vetro viene colata in vasche di cera- j _

i

^mica o in crogiuoli di Pt a circa 1250?Ct quindi !

!

(8)

!

depurata e omogenizzata a mezzo di un agitatore? Ad una temperatura di fusione di circa 850?C, il 1 ?vetro viene pressato in getti greggi.

Presentiamo un esempio di fusione per ]_1000 kg di vetro calcolat in precedeazaf

0ssido Peso% Mat ?prima Pesa

Sia 58,00_ Farina quarzo g&0y9 <?>2?3 _ 8-,CO H5,B-03, 14-1,8

1,30__ A100H 16,6

<">

Li2p_ 7,50 L?2CO3 187,5 Na20 4,50 <Na>2? - 77,5- <? >Na2? .0,70 NaNO. 19,5 K2? 5,05 .0 s <K>2<C>S 74

i

I TiO, 11,50 TiO? 115,8

Zr02 0,30 ZrO 3.0 Nb2?5 0,15__ -<N>??5 1,5 CaO . . 1,30. CaCo 23 MgO __ 1,60 36,5 AS203 0,10 _AS203 1.0 quant. 1.278,3 kg

Le caratteristiche di tale vetro o lente : appaiono nella tabella 1, esempio 2,

i |

Per la tempera chimica le lenti rettificate i ;

<: >e polite vengono tenute per 4 h. in un bagno fuso :

! <" . . >. | ; di NaNO, oppure KNO a 400?C. Lo strato ottenuto ;

^ 3 J ?

(9)

ha uno spessore di 65 a 100yum ed una sollecita i, , zione di compressione di 5000-8000 nm/cm.

L.

r^'

li

?-

. <?>I.

(10)

Tabe I I a-?

Bsp.

Oxid

Si02 60,20 58,00 56, 64 50,00 52,50 57,00 53,00 59.00 60, 00

6.00 B, 00 8,00 7,60 5,90 7, SO 7.50 6, 60 6,50 2?3

<A1>2?3 1.20 1,30 1,22 2,50 2,00 1,80 1.50 1,60 1,65 2?5 0, 70 0, 50.

L?2? ?,90 7,50 8,01 8,00 7,70 8,00 8,00 7.00 8,00 <Na>2? 5.10 5,20 5.38 6.50 6,00 5,10 6,00 6.00 5,60 K2O 5.00 5,05 5,08 5.00 5,60 6,30 6,00 6,20 7,00 MgO 1.10 1,60 1.10 1.00 0,80 0,90 0,60 1, 20 O, 25

CaO 1,90 1,30 1,90 0.90 0,60 0, 50 0,50 1, 50 0,00 ZnO O, IO 1,60 1,30

Ti02 12,00 11, 50 8, 10 9.50 8,00 8,50 io;oo 8,70 9,90 Zr02 1.00 0,30 2,01 1,80 2,00 1,00 0,50 0,80 0,50 ?b2o5 0,90 0.-15 0,92 2.50 0,80 0, 55

NaF 0,90 0,50

<Y>2?3 0,87 1,30 2, 50 O, 50

<La>2?3 0,77 1.50

>JO, 1, 80 2,80 0,75

Ta20 5 0,50

PbO 1,50

nd 1,5984 1,5970 1,5983 1,6182 1,6076 1,5892 1;. 5904 1,5811 1,5787 vd 43,09 43,80 47,30 43,32 44,82 47,05 45,97 47,47 46, 35 ?g/cm 2,591 2,578 2.617 2.695 2,670 2,598 2,588 2,578 2.579

/

Lo presente ? traduzione fedele del documento allegato Torno<, i>l 3 0 GIU. 1983

Gzc/ IaL? c ? 1 jtOa&ia

; Descrizione

.

| !

Scopo dell*invenzione ? quello di individua ^_ ? ;

I

\ re una gamma di composizioniper una lente ottica ; __

<~ . " " >. <" >' <.>.<. . >' '?

I i

!odoftalmica con un valore di rifrazione di ^1,56 > _

i (6) I

i f ? un numero di Abbe di^40 ed una densit? di4- 2,70 ; ".vj?f<r>4? - -g/cm3, tale da presentare in aggiunta una possibili

5:

t? di assorbire totalmente la trasmissiloE? di raggi

UV nel comparto 340-3.9P nm, una capacit? di lasciar

si temperare chimicamente in bagno alcalinor ? d? |

1 jj

?resistere ad acidi diluiti e a soluzioni saline/_ I

je di non cristallizzarsi nel_settore viscosit?

: <' >4

al disotto di 10 d Fa.

-L. Oltre alle caratteristiche principali di - ?-un .alto.jvalore di rifrazione in presenza_di basso J

|yalore _d.i_jicnsit? , la. J.ente deve anche_possed?re

| altri _car.att.eri d'. importanza, per pot&r.essere; _

<_ appi icata.nell ? uso. cpme .lente jjer occhiali ?. Per . |

?!:ragioni mediche.una S

* tale lente non deve essere.. _j?L?

<? >?

!permeabile,ai.raggi UV di lunghezza d'onda infe- .j_

?riore ai 350 nm. Per il resto la lente non deve _

h

;?<? >?J

??palesare alcun assorbimento entro i l?miti dello ^ru

?

Jspettro visibile, in quanto che,altrimenti^la lente

|acquisterebbe unacolorazione propria non desidera7I

ita.

_ .Una.particolarit?.importante peritale vetrai

jgraduato risiede nella sua buona producibilit?

in unit? jdi fusione, adeguatamente grandi .(vetro ;\

;ottenuto?in bacino).e nella possibilit? di lavorar?^

- (1

^lo susseguentemente . a..macchina trasformandolo .in ;;

? i;

? (7) ?

stampati di produzione? Le lenti debbono quindi presentare una ridotta tendenza alla cristallizzazione. In particolare nel settore termico della .viscosit? del trattamentoynon .si dovranno presen [tare fenomeni di devetrificazione:al disetto di . I 5 !

! 4 ? 10 _d PaA___ _ _ _ _ _

Per sicurezza^ del , portatore- di, ocqfeiali, , . L 'una tale lente deve una ottima tempera**-r jbillt? chimica. In tal modo sar?,contemporan,C!anT.en-| j te_po.ssibile ridurre ulteriormente lo spessore del<? >? . I ?la lente per occhiali,ottenendo un minor peso _ r ?;dell tesso??_ _ _ _ _ !<8>occhiale s L. I Una ulteriore importante esigenza-per il_ ?_ prodotto ? una buona stabilita chimica. La composizione della lente deve essere di natura tale,chrant? ;la rettifica,_la politura ed il lavaggio? nonch? j [nel corso dellUlteriore uso degli occhiali, da inon permettere che mezzi corrosivi come gli acidi, i succhi di frutta e i grassi ccc. possano attacca--jre la superficie delia lente e ci?<* >per lungo

t!

<1 >tempo,

L*attuale stato della tecnica (in questo settore) viene esposto in modo esauriente nella [ > ? [domanda di brevettq(2_.10?81_) AZ P 3139212.1 . In ; ! | ^tale domanda si rivendica per la prima volta_

un campo di composizione per una lente ottica ed

oftalmica con una valore di rifrazione? 1*58, un JK. -? numero di.Abbe^,45 ed una densit? < 2i,75 g/cnr

come pure una ottima idoneit? alla temperabilit?

chimica. Tutti i precedenti brevetti riguardanti

lenti nel settore dei valori di rifrazione tra

.. <? >I

1*55..el,.60 e nel settore^dei numeri.,dri Abtre _

> 45 (JP?0S 79.10882, GB OS 2029 40 1) Tendoni? impossibile, considerando 1 limiti della loro cotnpo? sizlone. la produzione di lenti aventi una densit?

i

} ? -! inferiore a 2,70 in presenza di un valore di

1. <" ? ? " >-! rifrazi_qne_di_1,60 e di un numero di Abbe di 50.

I limiti di composizione qui rivendicati vanno j

j / <" >. <? ? >. !

i oltre quanto rlvendicato nella domanda di brevetto

; del 2/l0/81.._AZ_P_..3.._1.39.._212_.1_,__in__quanto che

permettono di soddisfare,in aggiunta;le.esigenze

di una corrispondente capacit? di assorbimento

di raggi UVf di una piu<1 >alta stabilit? nella

cristalli zzazione._e.di una maggiore temperabilit?

j

_ chimicaf e tutto ci?<1 >contemporaneamente. In _ ^

I

? particolare .non...sono state fatjte affermazioni

?

(finora) riguardo al comportamento nell<1>assorbimento di raggi UV, anche se secondo le ultime _

cognizioni in ca.mpo medico ci?<1 >? particolarmente

i importante per una le.nte per occhiali.<. >.

Le lenti'nel settore di composizipne indicato nella<* >1

% domanda di brevetto^presentano in caso di ridotto ; ;tenore in titanio una trasmissione UV troppo alta, [oppure - in caso di tenore in titanio piu*...alto. un forte assorbimento UV, ma tale da ire-.uno. scolorimento nel settore dello spettro-visIbi-1 le, Per soddisfare quindi le giuste pg-atfese:in questo campo in modo contemporaneo,era.pertanto necer sarlo individuare un nuovo settore di composizioni Un tale settore ? caratterizzato dal fatto che la somma di tutti gli ossidi formatori di vetro ammonta._a__57_a_S5._-tn .pe^.Q^percjsntuale per_cul_ si debbono avere tenori singoli in peso percentua? le:_ ^_ _

.. 31? ^ 7?75^-?2?3_1??2?^_?12?3_??1???_?2.?5?0=2>5,;_1_-_ con livello preferenziale pero* di 60 a 75 in peso-| percentuale di formatori di vetro e,in dettaglio, ? (sempre in peso percentuale):_ _ _

Si02 49-68. BJ3, 8-14,Al^ 0,5-3, GeCU 0-3, P?05 0-1,5,

mentre la somma degli ossidi alcalini^sar? di <'>5-15 in peso percentu?Qe_con preferenza^ per la gamma

T

J3-15 in peso percentuale e, in dettaglio, sempre

. r in peso percentuale: j L?20 4-15, Na20 0-6, ??00-4 O L?20 6-12, ;

(10)

Na20 0,5-4, 5 , K20 0-2. , .... . . ..

' L

e la somma degli ossidi alcalini e ZnO sar? tra 2 e 25 in peso .percentuale con preferenza per J. .valori tra 3 e.18_in peso percentuale e in parti-_col_are (sempre in peso percentuale); CaO 1-20,

IMgQ 0-151 ZnO 0-5, o Cao 2-8 f MgO 1?6C ZnO 0-5 <?>;e inoltre non piu* di 10 in peso nella; somma_di Sr0,Ba0 , ZnO e PbO ed altri componenti corrispondenti in peso percentuale a:_ _ TiO^_ 1-15 (preferibilmente 4-9 g3)

ZrO, 0-8 ( 0-3 )

0,^-5 ( 1-3r5 P.% NaF) | potendosi presentare nella composizione anche i

] altri ossidi nelle seguenti proporzioni in peso I percentuale:

? t _Nb 0 0f3 - 5

Y 0 0 -4

2 3

L v <*>?- 0 - 8

<Ta>2-?; 0 -3

Sn02. 0.1 - 3.0 accanto o in sost.di NaF Bi?0. 0 -2.0

<n>2? 0,1. - 3,5

0 .3

<C>'2?3

__i 0 _ - 2 ,5

<Sb>2?3

TeO, 0 _ - 2

(11 )

! [ ? Le lenti secondo.l?invenzione radunano in

?

:s? sia l?esigenza di un valore. piu* alto di rifra-:zione e di un piu' alto numero di Abbe, che_ i

~ <' >.. ? i

!un comportamento eccellente nella eristalllzzaziCK-j

I?nee nella temperabilft? chimica,, nella stabilit? ;<' " ?>. .. <" >- <J >?

<1 >chimica con una netta costante di assorbimento di

raggi UY tra 34Q e 390 nmv

_ La stabilit? nella cristallizzazione viene

notevolmente migliorata rispetto agli esempi della

domanda di brevetto del 2/10/81 P 3139 212 01c_

quando si introduce un maggior quantitativo di j

Sodio da 3 a 5 in peso percentuale nell?ossido

Na^O. Contemporaneamente tale tenore^ in Na^O

; incrementa pure la temperabilit? chimica in un_

i

bagno salino con Na o K, pur con la contemporanea

riduzione dei tempi di immersione._

_ Il numero di Abbe alto necessario alla_

|

domanda del 2/10/81 AZ P 3139 212?Inon si rende

piu<1 >necessario, giacche i bordi coloratisi^_

i

;presentano nelle lenti per occhiali a partire da<'>

_<4>

kZ e potrebbero disturbare il portatore di [

[occhiali. pertanto possibile - aumentando il [

! .!

tenore in TiO^ fino a 10 in peso percentuale - |

di spostare il rapporto tra indice di rifrazione !

(12) |

???--ar e densit? nel senso di una densit?!minore<1 >e. di ':?<1 >un piu<1 >alto n, . In tal modo il numero di Abbe

d

cala a circa 45-42.

Aggiungendo come minimo 0,4 in peso_percentua

le di fluoruro (esempio: come NaF) in riferimento; ;

allo ione di F~ si ottiene un limite di assorb?- j

1mento.jii raggi UV proporzionalmente ripido^con,

?_una riduzione_dell^809?_della trasmissione nel?

_ jsettore 15-50. La posizione di questo limite si

pu?<1 >spostare a seconda della composizione del

vetro di basCj aggiungendo 1 componenti indicati nelle rivendicazionLda 6 a 10 nel settore

des iderato.. (da 340 _a _390 nm) .

j. _ La _ta.be Ila l indlca e s emp i . d? _e secuz ione_

i (

:nel _campo..preferenziale .delle,composizioni.:_

J _ Le_lenti__ secondo. JLLinvenzione vengono

.fabbricatene l_seguente__m.Q.do_:.

si pesano le materie prime (ossidi, carbonati , nitrati, fluorurt),.si aggiunge un mezzo di

aff inazione come As^O^ nella misura di 0,1-1 in

: peso percentuale e puindi ben miscelato. La quantit? di vetro viene fusa in bacini di ceramica ^ .?f-\ crogiuoli di platino a circa 1500/1400?C> quindi_

;

jdepurata -e ben omogeneizzata mediante un agitatore.

Si procede quindi,ad_una temperatura di ca.800^C

(13)

t

e in presenza di una v*iscosit? di plirca 3000 d Pa s/, .alla produzione di lentifcomprimendo pezzi grezzi \ ;di vetro per occhiali,_ _ _ _

j | !Esempio di fusione calcolato per 1000 kg di vetro I

iper lenti

ssido eso Mat. prima Peso (kg)..

SiO 56,50 Sipur _567,75

B 12,20 H,B0? 217,89<

3 ? J

Li20 9,00 Li_C0 225.00

Li20. Q-,89_ LiNO^ <' >41 ,21

Na_20 _2,_00__ Na_C0 32.

Mg0_ 4, .27. .. 978.71

CaO A,5Q CaCO 81,82

<A>??3 _1,.5Q_ AIO OH 20,40

?TiO 6,61 TiO _ 66,56

jZrO, _0,A9 ZrO, 4 ,92

!Nb^ _0,_68_ N?O5 6.85

NaF 1 ,10^ NaF 11 ,20

1375,63 kg jnezzo_.af binazione. 1,8.0.

-<A3>2?3

-157-7,43 kg quant i.?. . Le .carat.teristiche_.di_.tale vetro appaiono iI

Jnella _tebella 1 f esempio_2.. _ _ _ j _ Per la tempera_chimica si immergono le

I i 1|lenti/ rettificatele polite ;.per 4 ore- in una fusione.

! ( 14) !

di NaNO, a 4oO?C? Lo strato cambiato ha uno spes- . ?^????

<3 >- 1 , . :\ 7

sore di_.83^um_ed ima sollecitazione di compressione

di 7260 nm/cm... _ _ _ __ <' >

IABELLA 1: Esempi di esecuzione (.Tenori in peso percentuale)

8 10

- - - r

Si02 63, SO 56, 64, ?i 57, 79 51,86 65,53 49,52 49.10 51,52 67,62

2?3 6,14 12 , ?? 9,?i 9, 47 15, DO 6,48 9,70 15,00 j 11,77 1,05

<A1>2?3 1; 64 i,s? 1,?? 1, LO 1.25 5.00 1,05

*

2?S ni i,l5

LijO 1?, S? i 1.-54 12,67 12, 33 11.08 10,20 . 6,00 7,37 8,57

Ka20 3, 2? 2i?? 2,C2 * 2,00 3,72 2.01 4,74 5,90

?* ?* *2? 1,00 0,25

MgO 3,2? 4,2? 2,54 6, 46 6,20 1.31 4.25 4,84 4,18 2,84

CaO 1, S? 4, 53 1,32 7,19 7, 06 1.82 6,81 0, 85 9.33 4.03

ZtiO * 2.00 2.97

Ti02- 5.01 6,?i 4,57 4,08 4,52 6,30 11,23 7.01 5,62 4,15

ZrOj 0.45 1.51 3.01 0,95

<Hb>2?5 1,71 0,-58 0.87 0, 71 0,69<' >1,63 0,32 4.00 0,32 1,55

NaF i.ia ?,?? 1,04 1.45 1.17 1,23 <' >1,07 1.17

Sn02 0,42 0,35 0,25

Yb2?3 0, 21 0,25

<Ce>2?3 0,11

<Sb>2?3 0,40 0,50

Te02 0,12

nd 1,5711 1,5892 1,5620 1,5930 1,5920 1,5791 1,6296 1,5953 1,5950 1, 5671

vd 52,63 50,88 53,92 53,90 53,97 50,33 44,31 46.51 51,46 51.09

?J 2.519 2.585 2,507 2,583 2.585 2,545 2,679 2,601 2,642 2,578

SR<1J >4 2 4 2 4 2 4 2 ?. 2 zi 2 zi 2 41 2 4L 2 zi. 2

OS 2) 5280 7260 6110 4980 5063 5721 6390 8245 8920 7230

1) SR - Stabi I ita agl i acidi 2 significa: meno di 0,1, um di asportazione ad opera dell'acido nitrico HNO, dopo 600 ore di azione.

2) OS - Tensione superficiale in nm/cm dopo 4 ore di immersione in NaNO^ a 400?440? C.

Claims

Lo presente ? traduzione fedele del documento allegato Toi<in>o<, >il 3 Q 61,11. 1983

Sna*. ^ SW^Ua T OotJm