Brevet FR2549033A1 — publié le 19850118

La présente invention concerne une composition de verre pour verres de lunettes ayant un indice de réfraction (nd) de 1,79 ou plus, un nombre d'Abbe (gd) de 32 à 38 et un poids spécifique de moins de 3,6. La correction d'un verre de lunettes dépend de l'indice de réfraction et des courbures des deux faces de la lentillemais lorsque le degré de myopie ou d'hypermétropie augmente, l'épaisseur de la lentille nécessaire pour le corriger augmente sur les bords ou au centre; par conséquent, l'aspect est altéré et la lentille devient lourdeen donnant à l'utilisateur une sensation désagréable. On peut réduire ce problème en augmentant l'indice de réfraction du verre Cependant, si l'indice de réfraction du verre augmente, le poids spécifique tend en général à augmenter On a donc demandé un verre ayant un indice de réfraction élevé et un faible poids spécifique: ces verres sont décrits, par exemple,dans la publication de brevet japonais n 51141/81 et la demande de brevet japonais (mise à l'inspection du public) n 126549/80 Cependant, ces verres contiennent une grande quantité de Ti O 2 pour obtenir un faible poids spécifique et possèdent par conséquent un faible nombre d'Abbe. 20 Ces verres ont donc l'inconvénient, lorsqu'on les utilise pour des verres de lunettes, que les aberrations chromatiques sur les bords de la lentille sont fortes En particulier, lorsque le verre est utilisé pour un verre de lunette ayant une valeur dioptrique élevée, les aberrations chromatiques posent 25 un problème sérieux. Pour les raisons ci-dessus, on a besoin d'un verre léger ayant un indice de réfraction élevé et simultanément un grand nombre d'Abbe. La présente invention a pour objet un verre pour 30 verres de lunettes ayant ?n indice de réfraction (nd) de 1,79 ou plus, un nombre d'Abbe (Wd) relativement grand de 32 à 38 et un poids spécifique de moins de 3,6. Le verre selon l'invention comprend, en poids: 22 à 36 % de Si O 2 + B 203; 3 ' C O à 36 % de Si O 2; 0 à 36 % de B 203; Jp 16 à 42 % de Ca O + Mg O; 8 42 % de Ca O; 0 à 22 % de Mg O; 14 à 36 % de Ti O 2 + Nb 205; O à 19 % de Ti O 2; 1 à 35 % de Nb 205; 0 à 13 % de Zr O 2; 0 à 14 %o de La 203; 0 à 17 % de Y 203; O à 10 o% de Gd 203; O à 10 % de Ta 205; 0 à 12 % de W 03; 0 à moins de 5 % de Li 20 + Na 20 + K 20; O à 14 % de Ba O; 0 à 16 % de Sr O; 0 à 14 % de Zn O; 0 a 14 % de A 1203; et 0 à 10 % de P 205, la quantité totale des composants de valence 3 ou plus étant d'au 20 moins 1,05 fois la somme Si O 2 + B 203 + Al 203 +P + 25 oxydesde métaux alcalins. La présente invention repose sur la découverte d'un verre du système Si O 2 (ou B 203) Ca O Nb 205 qui convient comme système de base pour les buts de l'invention, dans lequel il existe un rapport strictement limité entre les oxydes d'éléments de valence 3 ou plus qui sont les composants augmentant l'indice de réfraction, d'une part, et les oxydes formateurs de verre et les oxydes de métaux alcalins qui sont les composants diminuant l'indice de réfraction, d'autre part, et dans lequel également 30 les teneurs en composants augmentant le nombre d'Abbe et en composants augmentant le poids spécifique sont limitées dans des gammes particulières. Si O 2 et B 203 sont las composants constituant le squelette du verre Si leur quantité totale est supérieure à 36 % 35 en poids, on ne peut pas obtenir l'indice de réfraction élevé souhaité et par contre, si leur quantité totale est inférieure à 22 % en poids, on ne peut pas obtenir le verre de faible poids désiré. Ca O est le composant nécessaire pour augmenter la stabilité du verre vis à vis de la dévitrification et il doit être présent en quantité d'au moins 8 % en poids Cependant, si sa quantité est supérieure à 42 % en poids, le verre présente une forte tendance à la dévitrification. On peut remplacer Ca O par Mg O sans augmenter le poids spécifique du verre Si la quantité de Mg O est supérieure à 22 % en poids, la tendance du verre à la dévitrification augmente. La quantité totale de Mg O et Ca O doit être comprise 10 dans l'intervalle de 16 à 42 % en poids. Ti C 2 et Nb 205 sont les composants utiles pour obtenir un verre ayant un indice de réfraction élevé et un faible poids spécifique et leur quantité totale doit être d'au moins 14 % en poids Cependant, comme ces composants ont l'inconvénient de diminuer le nombre d'Abbe, la quantité de Ti O 2 doit être limitée à 19 % en poids ou moins, la quantité de Nb 205 doit être limitée à 35 % en poids ou moins et leur quantité totale doit être limitée à 36 % en poids ou moins En outre, Nb 205 est le composant essentiel et doit être présent en quantité de 1 % en poids ou plus pour 20 éviter la dévitrification du verre. D'autres composants ne sont pas nécessairement essentiels et sont ajoutés afin d'améliorer la fusibilité de la charge, la résistance à la dévitrification ou l'aptitude au moulage et pour ajuster les constantes optiques. Cependant, si les quantités de Zr O 2, d'oxydes de métaux alcalins, de A 1203 et de P 205 sont supérieures à 13 % en poids, % en poids, 14 % en poids et 10 % en poids, respectivement, la résistance du verre à la dévitrification se dégrade rapidement. Ba O, Sr O, Zn O, La 203, Y 203, Gd 203, Ta 205 et WO 3, qui 30 sont les composants augmentant le poids spécifique du verre, ne doivent pas être ajoutés en quantité supérieure 3 16 % en poids, 14 en poids, 15 0/ en poids, 17 % en poids, 10 % en poids, 10 % en poids et 12 % en poids, respectivement. La quantité totale des composants de valence 3 ou plus 35 doit être de 1, 05 fois la somme Si O 2 + B 203 + A 1203 + P 205 + oxydes de métaux alcalins ou plus. On peut ajouter à la composition de verre de la présente invention de faibles quantités de As 203, Sb 203, F 2, Ge O 2 et Pb O pour améliorer la purification et la fusibilité dans une gamme qui n'altère pas les caractéristiques du verre. Selon un mode de mise en oeuvre préféré de l'invention, la quantité totale de Si O 2 et B 203 est limitée à 33 % en poids ou moins pour obtenir un verre ayant un indice de réfraction élevé et 26 % en poids ou plus pour obtenir un verre ayant un faible poids spécifique Cependant, compte tenu du fait que la résistance chimique 10 d'un verre dans le temps se dégrade lorsque l'on augmente la proportion de B 203, on préfère que la quantité de B 203 O soit de O à 15 % 23 23 en poids et la quantité de Si O 2 soit de 15 à 33 % en poids. Pour obtenir un verre ayant une résistance à la dévitrification particulièrement excellente, la quantité totale 15 de Ca O + Mg O et la quantité totale de Ti O 2 + Nb 205 sont chacunes de 20 à 30 % en poids, avec les conditions supplémentaires suivantes: 12 à 36 % en poids de Ca O; O à 15 % en poids de Mg O; 4 à 16 % en poids de Ti O 2; et 4 à 30 % en poids de Nb 205. Zr O 2 a un fort effet de prévention de la dévitrification et il est efficace pour donner un verre ayant une faible dispersion, en comparaison avec Ti O 2 et Nb 205 La quantité préférée de Zr O 2 est de 2 à 10 % en poids. La 203 et Y 203 sont efficaces pour donner un verre de faible dispersion, en comparaison avec Ti O 2 et Nb 205 et Zr O 2, et ce sont les composants avantageux pour obtenir un verre ayant un grand nombre d'Abbe Par contre, ces composants augmentent le poids spécifique du verre On préfère donc que la quantité de La 203 soit de O à 10 % en poids, la quantité de Y 203 de O à 14 % 23 23 en poids et leur quantité totale de O à 14 % en poids. Li 20, Na 20 et K 20 sont efficaces pour améliorer la fusibilité de la charge de verre et du point de vue de la résistance à la dévitrification, on préfère que leur quantité totale soit 35 de 4 % en poids ou moins. Ba O, Sr O et Zn O sont efficaces pour améliorer la résistance à la dévitrification, mais chacun augmente le poids spécifique du verre On préfère donc que leur quantité totale soit de 10 % en poids. On préfère que la quantité totale des composants de valence 3 ou plus soit d'au moins 1,05 fois la somme Si O 2 + B 203 + oxydes de métaux alcalins pour maintenir l'indice de réfraction élevé souhaité. En conséquence, le mode de mise en oeuvre le plus 10 avantageux de l'invention est une composition de verre ayant un indice de réfraction (nd) de 1,795 ou plus, un nombre d'Abbe (Vd) de 32 à 36 et un poids spécifique de 3,55 ou moins, qui comprend, en poids: 26 à 36 % de Si O 2 + B 203; 15 15 à 33 % de Si O 2; O à 15 % de B 203; à 36 % 7 de Ca O + Mg O; 12 à 36 % de Ca O; O à 15 % de Mg O; 20 à 36 % de Ti O 2 + Nb 205; 2 25 ' 4 à 16 % de Ti O 2; 4 à 30 % de Nb 205; 2 à 10 % de Zr O 2; O à 14 % de La 203 + Y 203; 25 O à 10 % de La 203; O à 14 % de Y 203; O à 4 % de Li O 2 + Na 20 + K 20; et 0 à 10 / de Ba O + Sr O + Zn O, la quantité totale des oxydes de valence 3 ou plus étant d'au 30 mon 105 filasne Si moins 1,05 fois la somme Si O 2 B 203 + oxydes de métaux alcalins. Des exemples de compositions de verre et de leurs propriétés sont indiquées dans le tableau suivant, dans lequel les composants sont indiqués en % en poids. T A B L E A U _ _I 1 i 2 1 3 1 4 5 i 6 7 8 9 11 O i i i T 1 -_ Si O 2 $i 02 Ca O Mg O Ti O 2 Nb z 05 A 1205 Pz O s Zr O 2 L i O Na 2 O K 20 Ba O Sr O Zn O La 203 Y 2 O, Ta 20 e WO I A* 1) A l B * 2) nd Yd poids spcifique I j 3 oz ,1 i ,5 ,5 16,5 9,8 4,0 3,6 ,8 40,4 1,s 00 33,8 3,42 31,7 2 8,4 4,9 28,2 2,0 22,3 6,0 1 % 9, 15,0 15,4 7 > 6 % 8 6,O 29,7 36,8 s 1,801 33,6 % 144 12,6 1,1 28,4 4, 28,2 6,8 33,3 39,9 1,7 99 34,3 3,46 ,6 4,1 20,4 1 1,0 jo 16,0 7,0 6,8 8,0 6,1 33,3 39,9 1,8 1 7 32,2 3,59 23,7 ,6 40 28,4 1 1,0 16,8 o 16,0 ,8 ?,8 ,1 3 1,0 % 39,9 1,804 33,6 3,550 i t 23,7 4,0 28,4 11,0 1 6,0 o 2 7,6 4,1 26,4 7,0 24,0 6,0 2,0 6,2 33,2 ,0 1,798 33,3 3,48 j 4,0 6,1 33,3 3 Vj 39,9 1,793 33,5 3,44 22,3 7,0 22,9 1 5,4 7)6 7,8 1 -'> ,0 j 30,8 35,8 1,810 32,8 3,59 2,1 33,3 39,8 f 1,8 03 33,3 3,48 33,3 39,8 1,805 34,8 3,4 1 _ i - - - - I I l *l) *)A = S i O 2:+ 2 O+Al:O,+P Os+L iz O+Na O+K O z O) X 1,0 5 * 2)B =I(T i O +Nb Z Os+La 2 03 +Y 203 +Gd O 3 +Ta 5 O+WO,) TA 7 BLEA T A B LEA U (suite) 11 1 12 1 13 1 14 1; 16 A 17 1 18 1 19 T r _ __ I 1 6 S i O B 20, Ca O Mg O Ti O 2 Nb 2 O, Nbz O, A 120, P 2 O s Zr O. Li 20 Na.O Ba O S r O Zn O La 203 20, Gd 2 O Ta 20 O WO 3 A* 1) B* 2) nd y d poids spécifique 22,3 7,0 22,9 ,4 7,6 7,S 12,0 ,0 io 3 5,8 1,8 0 6 3 331 3, 5 2 5,6 4,3 28,1 1 1,0 S'O % 30 6,8 7,1 1 2,1 31 % 1 3 14 42,0 22,6 8,0 33,6 14 p O 1 %o 4 's 22,0 8,0 336 3 1 5 14,0 1 0,0 2,4 3,0 7,0 3 1,5 36,4 % 3 8,0 34,9 1 5,4 7,6 7,3 4,0 3 lj 8 34,8 21 % 3 8,0 38,4 11,4 1 5,6 , 2 %)6 4,1 28,4 4,9 28,2 6,8 333 3 9,9 1,800 33,6 3,44 24 % 6 4,1 1 0,4 1 3,0 7 % O 24,0 6,8 % 10 230 2,1 ,1 39,9 1, so 1 33,7 359 1 6,1 3 14 28,2 6,0 ,7 ,1 39,9 1,795 3 6,9 3,352 73 o 3 2,1 358 1,790 3 7,0 3,6 1,796 3 3,6 3,44 1,797 33,2 3,43 1,79 S 33,9 3,36 1,79 7 34,5 3,34 _ l _ _ __. ____ _ _, 2 A = * 2 B = (Si O 2 B 2 03 +A 12 03 + 205 +Li O 2 +Na 2 O+K 20) x E (Ti O 2 +Nb 205 + La 2 O 3-Y 203 +Gd 203 +Ta O 5 +WO 3) 1,05 1,05 Ces verres selon l'invention peuvent être produits par fusion d'un mélange de matières premières qui sont utilisées de manière classique telles que poudre de pierre siliceuse, acide borique, carbonate de calcium, carbonate de magnésium, oxyde de titane et oxyde de niobium dans un creuset de platine à 1300-1400 C,puis agitation pour homogénéiser suffisamment le mélange et éliminer les bulles, coulée du mélange fondu dans un moule métallique qui a été préchauffé à une température appropriée et recuit du produit. Il est entendu que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation préférés décrits ci-dessus à titre d'illustration et que l'homme de l'art peut y apporter diverses modifications et divers changements sans toutefois s'écarter du cadre et de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1, Verre pour verres de lunettes ayant un indice de réfraction de 1,79 ou plus, un nombre d'Abbe de 32 à 38 et un poids spécifique de moins de 3,6, caractérisé en ce qu'il comprend, en poids: 22 à 36 % de Si O 2 + B 203; 2 2 3 O à 36 % de Si O 2; O à 36 % de B 203: 16 à 42 % de Ca O + Mg O; 8 à 42 % de Ca O; 10 O a 22 de Mg O; 14 à 36 % de Ti O 2 +Nb 205; 0 à 19 % de Ti O 2; 1 à 35 % de Nb 205; 0 13 %de Zr O 2; 15 Oà 14 % de La 203; O 17 %de Y 203; O à 10 %de Gd 203; O 10 % de Ta 205 O 12 %de WO 3; 20 O à moins de 5 % de Li 20 + Na 20 +K 20; O à 14 % de Ba O; O à 16 % de Sr O 0 à 14 % de Zn O 0 à 14 % de A 1203; et 25 O 10 %de P 205 O la quantité totale des oxydes de valence 3 ou plus étant d'au moins 1,05 fois la somme Si O 2 + B 203 + A 1203 + P 205 + oxydes de métaux alcalins. 2 Verre pour verres de lunettes selon la revendication 1, caractérisé en ce que le verre a un indice de réfraction de 1,795 ou plus, un nombre d'Abbe de 32 à 36 et un poids spécifique de 3,55 ou moins et en ce qu'il comprend, en poids: 26 à 33 % de Si O + B 203; 2 23 ' à 33 % de Si O 2; 35 O h 15 % de B 203; à 36 % de Ca O + Mg O 12 à 36 % de Ca O 0 à 15 % de Mg O; à 36 % de Ti O + Nb 205; 2 25 4 à 16 % de Ti O 2 4 à 30 % dé Nb 205; 2 à 10 % de Zr O 2; 0 à 14 % de La 203 + Y 203; O à 10 % de La 20; 10 O à 4 % de Y 203 0 à 14 % de Li 20 + Na 20 + K 20; et 0 à 10 % de Ba O + Sr O + Zn O, la quantité totale des oxydes de valence 3 ou plus étant d'au moins 1,05 fois la somme Si O 2 + B 203 + oxydes de métaux alcalins.