CN1821133A - 无铅玻璃和含有该无铅玻璃的荧光灯 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种玻璃，特别涉及一种无铅玻璃和含有该无铅玻璃的荧光灯。本发明提供了一种不含铅，能抑制紫外线辐射，封接强度高，气密性好，且成形性能佳不易产生条纹的无铅玻璃和含有这种无铅玻璃的荧光灯。无铅玻璃用于制造荧光灯的芯柱和灯管；含有本发明无铅玻璃的荧光灯是冷阴极荧光灯，也可以是热阴极荧光灯；尤其适合制造形状复杂的各种冷阴极荧光灯和热阴极荧光灯，即我们通常所说的节能灯或紧凑形荧光灯。
Description
技术领域
本发明涉及一种玻璃，特别涉及一种无铅玻璃和含有该无铅玻璃的荧光灯。
背景技术
众所周知荧光灯的外壳，芯柱是用玻璃制成。为了获得优良的电性能和加工性能在荧光灯用玻璃中一般都含有氧化铅。目前人们认识到铅对环境的污染和人类健康的危害。因此开发了许多种无铅玻璃以替代以往使用的含有氧化铅的玻璃。
例如中国专利93112860.9公开了一种不含铅的无铅玻璃，但该专利公开的玻璃组份中含有较大量的BaO和SrO，其黏度也高。须较高的熔制温度，增加能耗。
另外中国专利99102177.0公开了另一种不含铅的无铅玻璃，同样有以上问题，而且这两种玻璃表面张力大，成型性能较含铅玻璃差而容易产生条纹。
再有，中国专利01132297.7也公开了一种无铅玻璃，这种玻璃由于没有抑制紫外线的成份，所以用其制成荧光灯会有较多的紫外线泄漏，并且其表面张力也较大，容易产生条纹。
发明内容
本发明的目的是提供一种不含铅，能抑制紫外线辐射，封接强度高，气密性好，且成形性能佳不易产生条纹的无铅玻璃和含有这种无铅玻璃的荧光灯。
为了达到上述目的，本发明提供一种无铅玻璃，其特征是：该无铅玻璃的组份和以重量百分含量表示如下：
SiO2 65-75
Al2O3 1-3
Na2O 7-10
K2O 5-9
MgO 0-1.5
CaO 1-3
BaO 6-10
Li2O 0-2
B2O3 1-3
V2O5 0.2-1.5
根据上述无铅玻璃进一步优化的组份和以重量百分含量表示如下：
SiO2 65-75
Al2O3 1-3
Na2O 7-9
K2O 5-8
MgO 0-1.5
CaO 2-3
BaO 7-9
Li2O 1-2
B2O3 1-2
V2O5 0.2-1.2
根据以上所述的无铅玻璃还可以包括澄清剂如Sb2O3、CeO、或硫酸盐，其重量百分含量值低于1％。(作为其它含量100％之外加入)。
研究表明：
在玻璃成分中，SiO2是作为形成玻璃网络结构的基本框架，当SiO2低于65％时使玻璃的耐化学性、绝缘性变差，使玻璃的膨胀系数过高而无法与杜美丝匹配封接。当SiO2高于75％时，使玻璃的软化温度过高，玻璃的膨胀系数过低以至不符合使用要求。
Al2O3过低时如1％以下，会使玻璃耐化学性变差，但过高时如大于3％会使玻璃的加工性变差。
Na2O、K2O和Li2O的混合硷效果可增加玻璃的绝缘性并改进玻璃的熔化性能，但会降低玻璃的耐化学性，它们对玻璃的膨胀系数影响最大，所以要仔细的考虑并调整它们的含量。
BaO同样可以增加玻璃的绝缘性，小于6％时效果不明显但比例过高时容易造成玻璃失透和增加表面张力产生条纹，一般在10％以下比较适当。
MgO和CaO也可以提高玻璃的绝缘性和耐化学性，过少时得不到应有效果但过高时会使玻璃失透，并产生条纹，各控制在5％以下为宜。
B2O3可以提高玻璃的耐化学性和熔化性能，但会降低玻璃的膨胀系数，最好不超过3％。
为了抑制荧光灯的紫外线辐射，防止因紫外线的泄露对长期使用人体的损伤，或因荧光灯在美术馆、博物馆使用时因紫外线使藏品退色损伤，一般在玻璃中加入1％以下的Fe2O3，TiO2或CeO2来抑制紫外线，但它们大都会提高玻璃的表面张力而使玻璃容易产生条纹。
在本发明的无铅玻璃中含有V2O5，V2O5不仅能抑制紫外线的辐射，而且能显著降低玻璃熔液的表面张力，玻璃的表面张力是与玻璃制造有关的重要性质。对于玻璃条纹消失的难易程度主要取决于表面张力；玻璃表面张力大的条纹消失困难。以往灯用玻璃广泛采用含PbO的玻璃，是因其有良好的成形性能，与杜美丝润湿良好而封接强度高，气密性好且不易产生条纹，正是由于PbO降低了玻璃的表面张力。以往的无铅玻璃，其成份中不含氧化铅，表面张力比较大，容易产生条纹。而在本发明的无铅玻璃中采用的V2O5，除了能抑制紫外线而其降低玻璃表面张力的功效比PbO更显著，即使少量加入也会显著降低玻璃表面张力。使玻璃有良好的成形性能，不易产生条纹，表面光滑圆润。玻璃表面张力降低且能使加工中的玻璃和金属(杜美丝)更好地润湿，也就是增大了玻璃和金属的润湿角。使玻璃和金属更可靠的气密封接和获得更大的封接强度，这对于冷阴极荧光灯来说尤为重要。因为冷阴极荧光灯体积小，杜美丝和玻璃的封接长度较短仅1-3毫米。而不象热阴极荧光灯的芯柱中杜美丝和玻璃的封接长度在3-8毫米。
无铅玻璃用于荧光灯芯柱或冷阴极灯管时，因要与杜美丝封接，所以尤其要注意无铅玻璃的热膨胀系数。热膨胀系数应和杜美丝的膨胀系数一样或略小，使封接面受到适当的压应力而获得大的封接强度。热膨胀系数最好在91-95*10-7/℃，杜美丝是作为荧光灯的电连接线，把灯管内的电极或灯丝连接到灯管外部的电引出线。
本发明的另一目的是提供一种含有本发明无铅玻璃的荧光灯，无铅玻璃用于制造荧光灯的芯柱和灯管；含有本发明无铅玻璃的荧光灯是冷阴极荧光灯，也可以是热阴极荧光灯；尤其适合制造形状复杂的各种冷阴极荧光灯和热阴极荧光灯，即我们通常所说的节能灯或紧凑形荧光灯。
含有本发明无铅玻璃的冷阴极荧光灯是直管形的冷阴极荧光灯，也可以是弯制成各种形状如L形或U形或П形或H形或W形或单螺旋形或双螺旋形的冷阴极荧光灯。
含有本发明无铅玻璃的双螺旋形冷阴极荧光灯是不带直脚管端的全双螺旋形冷阴极荧光灯，也可以是带有直脚管端的半双螺旋形的冷阴极荧光灯。
含有本发明无铅玻璃的热阴极荧光灯是直管形的热阴极荧光灯，也可以是弯制成各种形状如L形或U形或П形或H形或W形或单螺旋形热阴极荧光灯或双螺旋形的热阴极荧光灯。
含有本发明无铅玻璃的双螺旋形热阴极荧光灯是不带直脚管端的全螺旋形热阴极荧光灯，也可以是带有直脚管端的半双螺旋形的热阴极荧光灯，也可以是灯丝偏向灯管螺旋轴线而直脚管端较短的改进型半双螺旋形热阴极荧光灯。
本发明的无铅玻璃不仅如上所述用于荧光灯，也可以用于其它的电灯如白炽灯。本发明的无铅玻璃还可以用于原来使用铅玻璃的其它领域：如作晶体管的管壳和玻璃器皿等。
本发明的显著优点是：
本发明的无铅玻璃不易产生条纹，在电性能、光学性能、化学性能和热性能方面完全满足荧光灯的要求，有良好的加工性能，适宜制造各种形状的荧光灯，能有效抑制紫外线，与杜美丝能可靠气密封接并有高的强度。是含PbO玻璃的一种最好的替代玻璃。
附图说明
图1为本发明例的全双螺旋形冷阴极荧光灯的构造图
图2为本发明例的半双螺旋形冷阴极荧光灯的构造图
图3为本发明例的全双螺旋形热阴极荧光灯的构造图
图4为本发明例的半双螺旋形热阴极荧光灯的构造图
图5为本发明例的改进型半双螺旋形热阴极荧光灯的构造图
图6为本发明例的改进型半双螺旋形热阴极荧光灯的局部放大构造图
实施例：
下面根据实施例具体说明本发明
本发明的无铅玻璃实施例1如表1所示的组份和氧化物重量百分含量。将计算好的相应原料在坩埚窑熔化，制成玻璃管和测试样棒，其中线膨胀系数是按SJ689标准测试的20-300℃平均值。软化点是按SJ690标准测试的。并测试了实施例和比较例玻璃的表面张力。表面张力是对玻璃熔液用最大气泡法测试的，表面张力的单位是：达因/厘米(dyne/cm)。比较例1为国内一般制造荧光灯芯柱或节能灯灯管的轻红丹玻璃(含PbO)，比较例2为国内一般制造直管形荧光灯管壳的石灰料，比较例3为中国专利93112860.9公开的无铅玻璃，比较例4为中国专利99102177.0公开的无铅玻璃，比较例5为中国专利01132297.7公开的无铅玻璃。在表中对这些玻璃的性能进行了比较，可以看到虽然以前公开的无铅玻璃其膨胀系数符合荧光灯的要求，但因其表面张力较大，大于300dyne/cm，容易产
表1
生条纹，成形性能较差。而表面张力在300达因/厘米以下不容易产生条纹。本发明公开的无铅玻璃，性能接近含铅玻璃，有较低的表面张力和良好的加工性能，不易产生条纹。在实际使用中与杜美丝良好润湿，封接强度高，气密性好，并能阻断360nm以下的紫外线。适合荧光灯对玻璃化学、电、热、光学性能的各项要求，是含PbO玻璃的一种最好的替代玻璃。
| 组份 | 重量百分组成 | |||||
| 实施例1 | 比较例1 | 比较例2 | 比较例3 | 比较例4 | 比较例5 | |
| SiO2 | 69.0 | 67.5 | 70.5 | 68.0 | 70.0 | 68.4 |
| Al2O3 | 2.5 | 1.0 | 2.0 | 3.4 | 2.0 | 2.7 |
| Na2O | 8.0 | 10.5 | 15.8 | 7.4 | 7.0 | 7.9 |
| K2O | 5.5 | 5.5 | 1.2 | 5.0 | 6.0 | 5.2 |
| MgO | 1.0 | 3.8 | 1.3 | 1.5 | 1.2 | |
| CaO | 1.3 | 3.5 | 5.7 | 1.9 | 2.0 | 2.5 |
| SrO | 2.9 | 6.0 | ||||
| BaO | 8.8 | 8.7 | 5.5 | 9.3 | ||
| Li2O | 1.2 | 1.2 | 1.2 | |||
| B2O3 | 2.2 | 1.0 | 1.0 | 1.6 | ||
| SO3 | 0.1 | |||||
| PbO | 11.0 | |||||
| V2O5 | 0.5 | |||||
| 软化点℃ | 671 | 660 | 700 | 675 | 680 | 673 |
| 线膨胀系数10-7/℃ | 92.4 | 91 | 92 | 92.5 | 94.5 | 91.25 |
| 表面张力dyne/cm | 290 | 277 | 319 | 306 | 310 | 305 |
| 备注 | 轻红丹料 | 石灰料 | 93112860.9 | 99102177.0 | 01132297.7 | |
在图1中本发明的全双螺旋冷阴极荧光灯的灯管1-1是含有本发明无铅玻璃的灯管，灯管1-1的管端1-4是不带直脚的管端，管端1-4即灯管1-1螺旋的一部分。灯管1-1内壁涂有荧光粉层，灯管1-1腔内充有惰性气体和汞或汞合金，电极1-2经杜美丝引线1-3，引至灯外，引线1-3与灯管无铅玻璃气密封接。
在图2中本发明的半双螺旋冷阴极荧光灯的灯管2-1是含有本发明无铅玻璃的灯管，带直脚管端2-4。灯管2-1内壁涂有荧光粉层，灯管2-1腔内充有惰性气体和汞或汞合金，电极2-2经杜美丝引线2-3，引至灯外，引线2-3与灯管2-1无铅玻璃气密封接。
在图3中本发明的全双螺旋形热阴极荧光灯的灯管3-1是含有本发明无铅玻璃的灯管，管端3-4是不带直脚的管端，管端3-4即灯管3-1螺旋的一部分。灯管3-1内壁涂有荧光粉层，灯管3-1腔内充有惰性气体和汞或汞合金，灯丝3-5经杜美丝引线3-3，引至灯外，引线3-3与含有本发明无铅玻璃的芯柱3-6气密封接，芯柱3-6和灯管3-1气密封接在一起。
在图4中本发明的半双螺旋形热阴极荧光灯的灯管4-1是含有本发明的无铅玻璃，灯管4-1带有直脚管端4-4。灯管4-1内壁涂有荧光粉层，灯管4-1腔内充有惰性气体和汞或汞合金，灯丝4-5经杜美丝引线4-3，引至灯外，引线4-3与含有本发明无铅玻璃的芯柱4-6气密封接，芯柱4-6和灯管4-1气密封接在一起。
在图5中本发明的改进型半双螺旋形热阴极荧光灯的灯管5-1是含有本发明的无铅玻璃，灯管5-1带直脚管端5-4。灯管5-1内壁涂有荧光粉层，灯管5-1腔内充有惰性气体和汞或汞合金，灯丝5-5经杜美丝引线5-3，引至灯外，引线5-3与含有本发明无铅玻璃的芯柱5-6气密封接，芯柱5-6和灯管5-1气密封接在一起。灯丝5-5偏向灯管5-1螺旋轴线与芯柱5-6轴线成一定倾斜角，从而使直脚管端5-4较短，这样缩短了荧光灯的长度；这部分的局部放大构造图显示在图6中。
Claims (9)
1.一种无铅玻璃，其特征是：该无铅玻璃的组份和以重量百分含量表示如下：
SiO2 65-75
Al2O3 1-3
Na2O 7-10
K2O 5-9
MgO 0-1.5
CaO 1-3
BaO 6-10
Li2O 0-2
B2O3 1-3
V2O5 0.2-1.5
2.根据权利要求1所述的无铅玻璃，其特征是：该无铅玻璃的组份和以重量百分含量表示如下：
SiO2 65-75
Ae2O3 1-3
Na2O 7-9
K2O 5-8
MgO 0-1.5
CaO 2-3
BaO 7-9
Li2O 1-2
B2O3 1-2
V2O5 0.2-1.2
3.根据权利要求1或2所述的无铅玻璃，其特征是：还包括澄清剂，其重量百分含量值低于1％。
4.含有权利要求1或2或3所述无铅玻璃的荧光灯。
5.根据权利要求4所述的荧光灯，其特征是：荧光灯可以是冷阴极荧光灯，也可以是热阴极荧光灯。
6.根据权利要求5所述的冷阴极荧光灯，其特征是：冷阴极荧光灯是直管形的冷阴极荧光灯，也可以是L形或U形或П形或H形或W形或单螺旋形或双螺旋形冷阴极荧光灯。
7.根据权利要求6所述的双螺旋形冷阴极荧光灯，其特征是：双螺旋形冷阴极荧光灯是全双螺旋形冷阴极荧光灯，也可以是半双螺旋形冷阴极荧光灯。
8.根据权利要求5所述的热阴极荧光灯，其特征是：热阴极荧光灯是直管形的热阴极荧光灯，也可以是L形或U形或П形或H形或W形或单螺旋形或双螺旋形热阴极荧光灯。
9.根据权利要求8所述的双螺旋形热阴极荧光灯，其特征是：双螺旋形热阴极荧光灯是全双螺旋形热阴极荧光灯，也可以是半双螺旋形热阴极荧光灯或改进型半双螺旋形热阴极荧光灯。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN102417299A (zh) * | 2011-08-25 | 2012-04-18 | 濮阳市华翔光源材料有限公司 | 氖泡、米泡用钡玻璃 |
| CN106242273A (zh) * | 2016-08-05 | 2016-12-21 | 郭迎庆 | 一种自清洁灯管玻璃的制备方法 |
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2005
- 2005-02-18 CN CN 200510023944 patent/CN1821133A/zh active Pending
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| PB01 | Publication | ||
| C57 | Notification of unclear or unknown address | ||
| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Xu Baodu Document name: Notification before expiration of term |
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| C57 | Notification of unclear or unknown address | ||
| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Xu Baodu Document name: Notification that Application Deemed to be Withdrawn |
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |