CN1950305A - 用于蓝色灯泡的玻璃合成物，使用这种合成物形成灯泡，和包括这种灯泡且能发射蓝光的汽车灯 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于灯泡的玻璃合成物，其含有能提供蓝色玻璃的氧化钴，组分中含有包括氧化锂的碱金属氧化物。这种合成物的玻璃态转变温度Tg低于700℃，优选低于500℃。还描述了使用根据本发明的玻璃合成物来形成用于在操作过程中发射蓝光的汽车灯的灯泡；具有所述玻璃合成物的玻璃灯泡，以及包括这种灯泡且能够在操作中发射蓝光的汽车灯。

Description

用于蓝色灯泡的玻璃合成物，使用这种合成物形成灯泡， 和包括这种灯泡且能发射蓝光的汽车灯
技术领域
本发明首先涉及一种在灯泡中使用的并且含有提供蓝色玻璃的氧化钴的玻璃合成物。
背景技术
这种合成物可以从DE-C-10204149得知。该文献描述了一种用于玻璃灯泡的碱土金属铝硅酸盐玻璃，其具有高于700℃的Tg；这种玻璃的特征在于是硬玻璃。
为了生产这种玻璃，使用的温度相对较高，约为1600℃；这种玻璃也需要高温才能将它们制成灯泡。
这种灯的色温约为3450K，因此其颜色效果(color impression)达到了高压灯的颜色效果。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种所述类型的玻璃合成物，但是其具有更低的熔点并且可以使用更低的反应温度生产。
令人惊奇的是，发现可以研制一种所述类型的玻璃合成物，其能够提供蓝色并且具有低熔点，根据本发明，该合成物的特征在于其包括包含氧化锂的碱金属氧化物成分。本申请中使用的词“包括”、“含有”应该理解为其不排除权利要求中所列举的之外的元件和步骤的存在。词语“一”、“一个”不排除多个此种元件或步骤的存在。
便利地，上述玻璃合成物含有碱金属氧化物，包括氧化锂和氧化钴，具有低于700℃的Tg(玻璃态转变温度)；有利地，Tg介于500到700℃之间，并且优选Tg低于500℃。
根据本发明的这种玻璃合成物可以说是落在软玻璃的范围内。软玻璃一般含有一定量的碱金属氧化物，例如氧化锂、氧化钠和氧化钾。
在软玻璃中，含有氧化锂是有利的，因为氧化锂能降低熔点、粘度和热膨胀系数，另外，化学稳定性、密度和可加工性都得以提高。但是，从文献中可知，在锂玻璃中钴易于呈现与粉红色相关的六倍配位(hexafold co-ordination)。而当锂存在时，不会获得与四倍配位相关的所需的蓝色(Coloured Glass，Woldemar A.Weyl，Society ofGlass Technology，Sheffield，1951，第180-181页)。
令人惊奇的是，在研究产生包括用于提供蓝色的氧化钴的软玻璃合成物的可能性时，除了存在的用于上述目的的氧化锂之外，申请人发现得到了具有鲜亮蓝色的玻璃，而非预期中的粉红色，这与以下所引用的教科书中的一般原理相反。
在一个有利的实施例中，玻璃合成物中包括下述含量的下列成分。所有的量都是由重量以百分比数给出的且总和为100％。
成分    wt％
SiO2   60-75
Al2O3 0,1-7
Li2O   0,1-2,5
Na2O   5-12
K2O    2-9
MgO     0,1-3
CaO     0,1-5
SrO     0,1-10
BaO     5-15
CeO2   0,10±0,02
CoO     200-800wt ppm
这种玻璃合成物可以被表示为钡-锶硅酸盐玻璃合成物。
考虑到这种合成物中包括可观量的Li2O和氧化钴，人们会基于上述文献预期其为粉红色玻璃，然而，根据评估这种合成物被发现是非常好的蓝色玻璃并且其玻璃态转变温度处于通常对于包括可观含量的碱金属氧化物材料的玻璃发现的Tg的范围之内。
因此这种蓝色玻璃能够以预期比用于所引用的DE-C-10204149中公开的玻璃的温度更低的温度生产，后述文献描述了约1600℃的玻璃形成温度，而根据本发明，使用至多1450℃的温度来生产蓝色玻璃。
本申请人没有解释这种现象，但是推定在合成物的各种成分之间存在协同效应，其显然使得氧化钴采取四倍配位。
优选的，前述的玻璃合成物包括在其最佳模式中：
成分     wt％
SiO2    67,6±0,5
Al2O3  3,4±0,2
Li2O    1,2±0,1
Na2O    7,5±0,3
K2O     4,9±0,2
MgO+CaO  3,2±0,2
SrO      3,0±0,2
BaO      8,9±0,2
CeO2    0,10±0,02
CoO      200-400wt ppm
所得到的玻璃合成物具有低于500℃的Tg，特别是470-480℃，优选为约475℃。线性膨胀系数(在25℃和Tg之间)为10-11×10-6℃-1，优选约10.5×10-6℃-1，并且该玻璃合成物密度为2.5-2.7×103kg/m3，优选2.6×103kg/m3。
该玻璃合成物的粘度分布大体如下表所示：
455℃时为1014,5dPa.s
485℃时为1013,0dPa.s
500℃时为1012,4dPa.s
675℃时为107,6dPa.s
1020℃时为104,0dPa.s
1490℃时为102,0dPa.s
根据上述优选实施例的蓝色玻璃的475℃的Tg值对应1014,1dPa.s的粘度。
本发明进一步地涉及使用上述玻璃合成物形成用于在操作时发射蓝光的汽车灯的灯泡。上述的玻璃合成物能够以常规的方式使用来生产用于汽车灯的灯泡或其它任何物品，其能在光谱的蓝色区域透射。
本发明进一步地涉及一种用于包括此处所述的玻璃合成物的汽车灯的灯泡。
本发明还涉及包括上述玻璃灯泡，并且在操作中发射蓝光的汽车灯。这种具有所述合成物的蓝色玻璃的灯泡的灯的色温＞3300k。
通过下述的实施例，本发明的这些以及其它方面将会更加明显并且将参照所述实施例进行阐述。
玻璃制造方法如下所述，通过称取并混合上述的所有氧化物型成分准备一次的配制份量(batch)，将所述一次的配制份量放入常规的连续熔化器中；通过添加单独的成分到加料系统中来调整配方以增强着色。调整包括温度和气氛在内的熔化条件以获得稳定的工艺条件来进行熔化、精炼以及颜色的稳定化。
任选地使用Na2SO4作为精炼制剂，通过从SO4基团中释放出氧气进行精炼过程，在一系列复杂的反应中，过量气体，包括CO2和N2，从玻璃熔化物中清除以避免在管中形成气体管线(gas line)。通过精炼过程氧化熔炉中的气氛。如果使用Na2SO4用作精炼制剂，所述制剂就部分地以SO3混入玻璃；剩余的被废气带走。如果使用Na2SO4，玻璃合成物中存在的SO3的量为约0.15wt％。
使用公知的Danner或Vello工艺在玻璃生产过程结束时制成玻璃管，管被分割成从其形成玻璃灯泡的多个部分。
附图说明
在附图中，给出了关于根据本发明的玻璃合成物的数据，并且：
附图1所示为根据所用光的波长的光透射曲线；
附图2所示为根据本发明的厚度为0.6mm的玻璃的色度图。
具体实施方式
下面给出玻璃的某些特性。
附图1所示为对于0.6mm的厚度的透射相对于所使用的光波长的百分比图。可以看到波长在600和650nm之间时，对于包括800ppm的CoO的玻璃的透射等于约50％并且对于包括100ppm的CoO的玻璃的透射等于约85％。
附图2所示的色度图显示为直线的Commission International deL’elairage(CIE)边缘以及黑体辐射体轨迹，并且包括欧洲经济委员会规范(specification)(蓝0.6mm)区域，从中可以看到，对应于玻璃中包括的氧化钴的量的黑体轨迹上的多个点落入所述的区域。可以看到，特别是黑体轨迹上x，y值为200到800ppm的CoO落入ECE规范。
本申请请求保护的玻璃合成物具有蓝色玻璃所需要的特性，尤其是可用于生产符合ECE规范的0.6mm厚度蓝色玻璃的汽车信号灯，所述的玻璃除了诸如氧化锂的碱金属氧化物外还含有氧化钴。由于其成分，所述玻璃能在通常用于具有低于500℃的Tg的碱金属氧化物玻璃的温度进行生产，并提供迄今为止仅能在使用无锂的硬玻璃材料中才能获得的鲜亮的蓝色。

Claims (10)

1.用于灯泡的玻璃合成物，包括提供蓝色玻璃的氧化钴，其特征在于所述合成物包括包含氧化锂的碱金属氧化物成分。
2.根据权利要求1的玻璃合成物，其特征在于所述合成物具有低于700℃的Tg。
3.根据权利要求2的玻璃合成物，其特征在于所述合成物具有低于500℃的Tg。
4.根据权利要求1-3的任意一个的玻璃合成物，其特征在于所述合成物包括下列重量百分比成分(wt％)
成分                wt％
SiO2               60-75
Al2O3             0,1-7
Li2O              0,1-2,5
Na2O              5-12
K2O               2-9
MgO                0,1-3
CaO                0,1-5
SrO                0,1-10
BaO                5-15
CeO2               0,10±0,02
CoO                200-800wt ppm
5.根据权利要求4的玻璃合成物，其特征在于所述合成物包括：
成分                 wt％
SiO2                67,6±0,5
Al2O3              3,4±0,2
Li2O               1,2±0,1
Na2O               7,5±0,3
K2O                4,9±0,2
MgO+CaO           3,2±0,2
SrO                 3,0±0,2
BaO                 8,9±0,2
CeO2                  0,10±0,02
CoO                   200-400wt ppm
6.根据权利要求5的玻璃合成物，其特征在于合成物具有470-480℃的Tg，10-11*10-6℃-1的线性膨胀系数(25℃到Tg)，和2.5-2.7*103kg/m3的密度。
7.根据权利要求5的玻璃合成物，其特征在于合成物具有如下粘度分布：
455℃时为1014.5dPa.s
485℃时为1013.0dPa.s
500℃时为1012.4dPa.s
675℃时为107.6dPa.s
1020℃时为104.0dPa.s
1490℃时为102.0dPa.s
8.使用根据权利要求1-7的任意一个的玻璃合成物形成用于在操作中发射蓝光的汽车灯的灯泡。
9.用于包括据权利要求1-7的任意一个的玻璃合成物的汽车灯的玻璃灯泡。
10.包括根据权利要求9的玻璃灯泡且能在操作中发射蓝光的汽车灯。
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