Brevet FR2508433A1 — publié le 19821231

I L'invention concerne des verres ophtalmi- ques à indice de réfraction élevé. Il est bien connu de fabriquer des lentilles ophtalmiques multifocales en soudant un ou plusieurs petits segments ou boutons d'un verre à indice de réfrac- tion élevé dans une cavité prévue dans un palet de verre "crown" moulé Dans la pratique courante actuelle, le palet est formé d'un verre "crown" d'un indice de réfrac- tion de 1,523 et le segment ou bouton est constitué d'un verre ayant un indice plus élevé compris dans la gamme de 1,58 à 1,71 selon le degré de correction vi- suelle requis pour la lentille multifocale finie Des verres destinés à constituer le segment ou bouton de telles lentilles multifocales ont été décrits, par exem- ple, par la Demanderesse dans les brevets des E U À. N O 3 902 910 et 4 211 569 Tous ces verres ont des indi- ces n'excédant pas 1,71. Il serait intéressant de disposer de verres de segments d'indices de réfraction plus élevés lorsqu'un 2 U degré de correction visuelle important est demandé En effet, ceci permettrait de diminuer la profondeur de la cavité qui reçoit le segment et, par conséquent, de ré- duire l'épaisseur totale de la lentille multifocale et, donc, son poids. L'invention a pour objet de fournir des verres destinés à former des segments pour lentilles ophtalmiques multifocales ayant un indice de réfraction nd allant de 1,745 à 1,771 tout en ayant un nombre d'Abbe)d suffisamment élevé pour ne pas présenter une irisation des bords g 8 nante. Par ailleurs, comme l'opération de soudure du segment implique le fusionnement de ce dernier à la lentille principale, le verre de segment doit avoir des propriétés physiques proches de celles du verre "crown" et en particulier le coefficient de dilatation thermique afin que la soudure résultante de l'étape de fusionne- ment présente un niveau de contrainte très faible Le verre nerown" non photochromique considéré ici, appelé "Blanc de Lunetterie" et fabriqué par la Demanderesse, a les propriétés suivantes: un point de ramollissement de 7070 C, un point de contrainte de 505 UC, un point de recuisson de 5380 C et un coefficient de dilatation thermique dans la gamme de 25-300 'C de 94 x 10-7/<>C. En conséquence, le verre de segment doit avoir un point de ramollissement d'environ 640 à 7000 C et un coefficient de dilatation thermique d'environ 90 à 98 x 1 (f?/OC (de 25 à 30000) L'état de contrainte (biréfringence) entre le verre ucrown" et le verre de segment est évalué, par exemple, à l'aide d'un compensateur de Babinet Est généralement considérée comme satisfaisante toute soudure présentant une biréfringence mesurée dans le verre Icrown" comprise entre -100 et + 100 na/cm De préférence, cette biré- fringence sera comprise entre -50 et + 50 na/cm- Outre les propriétés optiques et les propriétés de viscosité et de dilatation thermique, le verre de segment doit posséder les propriétés de résistance chimique requises pour un verre ophtalmique. Une évaluation de la résistance chimique des verres est définie par la perte de poids et l'aspect visuel après attaque Le test est celui utilisé couramment pour les applications ophtalmiques, à savoir le test A O qui consiste à immerger pendant 10 minutes un échantillon, dont toutes les faces ont été polies, dans une solution à 10 % en poids d'acide chlorhydrique (H Cl) maintenue à 250 C et à mesurer la perte de poids (en mg) Cette perte de poids est ensuite ramenée à l'unité de surface soumise & l'attaque (cm)n La surface est ensuite examinée visuellement pour déceler la présence de défauts (irisation, taches, dépoli,) Pour les verres de l'invention, la limite à ne pas dépasser est donnée par la résistance chimique d'un verre de segment fabriqué par la Demanderesse et qui est reconnu comme étant parfaitement satisfaisant pour l'application Ce verre a un indice de réfraction de 1,b 81 et a pour code "Ba 683 " Dans ce test de résistance chimique, ce verre a une perte de poids de O,b 8 mg/cm 2 et présente un dépoli très marqué. L'invention concerne donc des verres pour la fabrication de segments ou boutons pour len- tilles ophtalmiques multifocales ayant un indice de réfraction allant de nd 1,745 à 1,771, un nombre d'Abbe Od supérieur à 29 pour un nd de 1,771 et supé- rieur à 31,our un nd de 1,745, un point de ramellis- sement d'environ 640 à 700 C, un coefficient de dilatation thermique d'environ 90 A 98 x 10-7/ C (sur la gamme de 25 à 300 00 C) et une durabilité chimique satisfaisante, caractérisés en ce qu'ils ont une composition, telle que calculée à partir de la charge vitrifiable de départ et sur la base des oxydes, qui est la suivante, en % en poids: Constituants Gasmme large Gamme préférée Si O 2 28 à K 2 O à 4 O X 20 O& Li 20 O à I O Na 2 O + K 20 + Li 2 O 4 à 10,5 Ba O O àA 22 O à 4 à 12 5 11 Ti O 2 + Zr O 2 + Nb 2056 à 17 8 14 Outre ces constituants, la composition peut comprendre jusqu'a 0,5 % d'As 203 et Sb 203 comme agents d'affinage usuels On préfère, toutefois, ne pas les utiliser afin d'éviter une coloration du verre, en particulier lorsque ce dernier est élaboré dans des creusets en platine. Une teneur en Si O 2 comprise dans la gamme de 28 à moins de 33 % en poids s'est avérée dési- rable pour obtenir une durabilité chimique convenable sans abaisser trop sérieusement l'indice des verres. La tendance de Si O 2 à abaisser l'indice est compensée par l'utilisation de la plus grande proportion possi- ble d'oxydes tendant à donner des indices élevés tels que Ti O 2, Nb 205, Pb O, Zr O 2, La 203 et Ba O Toutefois, les teneurs en Ba O et La 203 ne peuvent pas dépasser 22 et 20 % en poids, respectivement, car au-delà de ces proportions le verre cristallise Il faut, toutefois, au moins 14 % de Ba O et La 203 au total pour obtenir un indice suffisant A partir de 22 % la tendance à la cristallisation S 'accroit Fb O doit être supérieur à 28 % en poids pour obtenir un indice de réfraction suf- fisamment élevé et ne pas dépasser 34 % en poids pour ne pas abaisser exagérément la température de ramollis- sement De m#me Ti O 2, qui est utile pour élever l'indice, ne doit pas dépasser 9 % en poids pour ne pas trop abaisser ' d et augmenter la cristallisation du verre. Zr 2 doit 9 tre égal à au moins 2 % en poids pour l'obtention d'un indice élevé et d'une durabilité chi- mique appropriée mais ne doit pas dépasser 6,5 % en poids pour ne pas élever exagérément la température de liquidus du verre et augmenter la vitesse de cris- tallisation, ce qui conduirait à des difficultés de fabrication du verre Zn O a tendance à réduire la durabilité chimique, il ne faut donc pas en utiliser plus de 4 % en poids Il peut ttre utile, cependant, d'en utiliser un peu pour limiter les proportions de Ba O et La 203 Les oxydes de métaux alcalins favori- sent la fusion du verre et leurs proportions devront être ajustées dans chaque cas, ainsi que cela est bien connu de l'homme de l'art, pour obtenir un point de ramollissement et un coefficient de dilatation acceptables pour l'obtention d'une bonne soudure du segment sur le verre lcrown" On préfère Na 2 O à K 2 a et Li 2 O, K 20 abaissant l'indice et étant moins favorable pour la durabilité chimique et Li 2 O abaissant rapidement le point de ramollissement Nb 205, comme Ti O 2 et Zr O 2, sert à élever l'indice et améliorer la durabilité chimique, on ne peut pas toutefois en employer plus de 10 % en poids, car au-delà de cette valeur la tempé- rature de liquidus augmente rapidement En outre, Nb 2 05 est un constituant très onéreux et il sera générale- ment économiquement avantageux d'en minimiser la pro- portion présente Une remarque similaire s'applique à La 2 03 L'obtention d'un indice suffisamment élevé requiert que la somme Ti O 2 +Nb 2 05 excède 4 % en poids et que la somme Ti O 2 +Zr O 2 e Nb 205 soit égale à au moins 6 % en poids Par contre, les contraintes afférentes au point de ramollissement et à la température de liquidus limitent la valeur de ces deux sommes à 12 et 17 % en poids, respectivement. En ce qui concerne la fabrication des verres de l'invention, elle ne nécessite ni condition ni mesures inhabituelles Des matières de départ usuel- les, telles que des oxydes, carbonates et nitrates, peuvent être utilisées pour la préparation des charges à fondre Les précautions usuelles concernant la pureté desdites matières nécessaires en vue de l'obtention de verres optiques suffisent Les charges vitrifiables peu- vent être fondues dans des creusets de platine au four électrique à des températures maximales de l'ordre de 1300 à 13500 C pendant 2 à 3 heures De préférence, pour assurer une bonne homogénéité, le verre est guinandé. Le verre peut 9 tre alors coulé en barres que l'on recuit à 535 O environ Ces conditions ne sont évidem- ment données qu'à titre indicatif et non limitatif, des modifications pouvant y ttre apportées ainsi que cela sera évident pour l'homme de l'art. Les exemples non limitatifs suivants sont donnés en vue d'illustrer les verres de l'invention La composition et les propriétés de ces verres sont récapi- tulés dans un tableau. Dans ces exemples, les propriétés optiques (n d I) d) ont été déterminées sur des échantillons ayant subi un refroidissement contr 8 lé et égal à 60 0/heure, la température de ramollissement TL et le coefficient de dilatation thermique ont été déterminés par les méthodes standard; la biréfringence rapportée est mesurée comme décrit plus haut à l'aide d'un compensateur de Babinet A partir des exemples présentant une biré- fringence à l'extérieur de la gamme préférée (+ 50; -50 nm/ca), il serait très facile à l'Homme de l'Art d'apporter la correction mineure de composition pour la satisfaire; par exemple, + 0,1 % Na 2 O, -0,1 % 8 i O 2 conduit à environ + 35 mm/cm Le verre Icrown" soudé au verre de l'invention est le verre "blanc de lunetterie" fabriqué par la Demanderesse. T A B LEÀU EXEMIPLES Composition en % en poids 12 45 8102 30,73 31,113 30,73 51,p 13 301,03 Na 2 O 6,71 6,81 6,71 6,51 5,61 Ba O 8,03 8,03 11,04 8,33 16,35 Zn O 2,69 2, 39 2,69 La 203 11,54 13,73 8,53 13,73 5,02 Zr O 2 3,33 3,33 3,33 2,33 3, 33 Pb O 31,65 319,65 31,65 32,965 31,65 Ti 1 2 5,932 5,32 5,62 5 32 5,32 nd 197497 1,-7506 1,7481 1,7510 1,7491 d 31,34 311,60 311,25 31,41 31,32 T Il, oc 650 662 645 656 652 Biréfringende 085-53 a(, 10-7/oc 94 94 94 durabilité chimique a) essai A O 0-i 0900,012 0,050 8 - T A B LE A U (suite) EXEMPLTES Composition en %en poids 6 7 8 9 10 Si 02 30,03 30,03 30,73 29,73 29,73 Na 2 O 5,21 5,01 7,5 7,83 8,43 Bao 19,35 j 21,37 594 5,09 0,49 Zn O 2,69 2,69 La 203 2,02 13,05 14,05 18,05 Zro 2 3,33 3,33 3,33 3,33 3,33 Pb O 31, 65 31,65 31,65 30,65 30,65 Ti O 2 5,72 5,92 8,,33 5,32 5,,32 Nb 05 4,00 4,00 1,7490 1,7494 1,7663 1,7663 1,7688 d 31,25 31,04 29,,84 30 o,35 30,28 Tl,> oc 652 659 667 672 Biréfringence 159-5 -3-9 nm/cm 59 3 3 5 ",, -10-7/o C 93,1 94 t 4 durabilité chimique a) essai A O 0,018 9 - T A L E AU (fin) EMMIPLES Composition en. en poids i 112 13 Si 02 29 j,73 28,93 28,93 Na 20 7,03 5,88 5,28 Ba O 11, 09 17,29 21,,34 Zn O I La 2 O 3 7,55 4,05 Zr O 2 3,33 3,33 3,33 Pb O 30,, 65 30,65 30,,65 T 02 6,12 5,87 5,87 Nb 2 05 4,,50 4,00 4,60 nd 1,-7683 1,07707 197685 d 29,79 299,87 29,87 TL, 00 662 Biré fringence nm/cm 100 -70-7 0 (% 10 j-7/00 durabilité chimiq ue a) essai A O - 1 > 2508433 -10- REVENDICATION O 1 Verres pour la fabrication de segments ou bou- tons pour lentilles ophtalmiques multifocales ayant un indice de réfraction nd allant de 1,745 h 1,771, un nombre d'Ahbe id supérieur à 29 pour un nd de 1,771 et supérieur à 31 pour un nd de 1,745, un point de ramollissement d'environ 640 à 700 C, un coefficient de dilatation thermique d'environ 90 à 98 x 10-7/0 o C (sur la gamme de 25 à 3000 C) et une durabilité chi- mique satisfaisante, caractérisés en ce qu'ils ont une com- position, telle que calculée à partir de la charge vitrifiable de départ et sur la base des oxydes, qui est la suivante, en % en poids: Si O 2 28 à 4 33 Na 20 2 à 9 K 20 0 à 4 Li 20 O 1 Na 20 + E 20 + Li 20 4 à 10,5 Ba O O à 28 à 34 Zn O O à 4 Ti O 2 0 à 9 Zr O 2 2 à 6,5 Nb 205 O à 10 Ti O 2 + Nb 205 > 4 à 12 Ti O 2 + Zr O 2 + Nb 205 6 à 17 2 Verres selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'ils ont la composition suivante, en % en poids: Si O 2 29 à 31 Na 20 5 à 8 K 20 O Li 20 O Ba O O à 22 il - la 2 o 3 Bao + la 2 o 3 Pb O zno Ti O 2 Zr O 2 Nb 2 o 5 ' T 102 + Nb 2 o 5 Ti O 2 + zro 2 + Nb 2 o 5 0 à 14 18 à 4 22 à 33 0 à 3 à 9 2 à 4 0 à 6 à Il 8 à 14