DE10253756B4 - Borosilicate glass with UV blocking and its use - Google Patents

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Abstract

Borosilicatglas mit einer Zusammensetzung (in Gew.-% auf Oxidbasis) von SiO2 55-80 B2O3 8-25 Al2O3 0,5-10 Li2O + Na2O + K2O 1-16 MgO + CaO + SrO + BaO 0-6 ZnO 0-3 ZrO2 0-5 Bi2O3 > 0-5 MoO3 > 0-3 mit Bi2O3 + MoO3 0,01-5

Borosilicate glass having a composition (in% by weight based on oxide) of SiO 2 55-80 B 2 O 3 8-25 Al 2 O 3 0.5-10 Li 2 O + Na 2 O + K 2 O 1-16 MgO + CaO + SrO + BaO 0-6 ZnO 0-3 ZrO 2 0-5 Bi 2 O 3 > 0-5 MoO 3 > 0-3 with Bi 2 O 3 + MoO 3 0.01-5

Description

Die Erfindung betrifft ein Borosilicatglas mit UV-Blockung und seine Verwendung.The The invention relates to a borosilicate glass with UV blocking and its Use.

Als Hintergrundbeleuchtung von beispielsweise Displays z. B. von Personalcomputern, Laptops, Taschenrechnern, Fahrzeugnavigationssystemen, werden Fluoreszenzlampen, sogenannte „Backlights" verwendet.When Backlight of example displays z. From personal computers, Laptops, calculators, car navigation systems, fluorescent lamps, so-called "backlights" used.

Typische Größen für solche miniaturisierten Lampen sind Außendurchmesser zwischen 2 und 5 mm. Typische Innendurchmesser liegen zwischen 1,8 und 4,8 mm.typical Sizes for such miniaturized lamps are outside diameter between 2 and 5 mm. Typical internal diameters are between 1.8 and 4.8 mm.

Während übliche Leuchtstoffröhren aus einem Weichglas bestehen, das eine sehr geringe Solarisationsstabilität aufweist, werden für Backlights, deren Aufbau prinzipiell dem von Leuchtstoffröhren entspricht, um eine Langzeitfunktionalität zu gewährleisten, solarisationsstabilere Gläser gebraucht.While usual fluorescent tubes off consist of a soft glass which has a very low solarisation stability, be for Backlights, the structure of which corresponds in principle to that of fluorescent tubes to a long-term functionality to ensure, solarization-stable glasses second hand.

Aufgrund des Aufbaus der Backlights müssen die verwendeten Gläser mit einem Metall oder einer Metalllegierung, das bei der Lampenherstellung verwendet wird, vakuumdicht verschmelzbar sein. Dafür müssen sie eine an das thermische Ausdehnungsverhalten des Metalls oder der Metalllegierung angepasste thermische Dehnung aufweisen. Bei der Verwendung von beispielsweise Wolfram sind mit dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten α20/300 von W von 4,4 × 10–6/K Gläser mit α20/300 zwischen 3,4 × 10–6/K und 4,3 × 10–6/K gut geeignet. Bei der Verwendung von beispielsweise Kovar, einer Fe-Co-Ni-Legierung, sind Gläser mit α20/300 zwischen 4,3 × 10–6/K und 6,0 × 10–6/K gut geeignet.Due to the design of the backlights, the glasses used with a metal or a metal alloy, which is used in the lamp manufacturing, must be vacuum-tight fusible. For this they must have an adapted to the thermal expansion behavior of the metal or the metal alloy thermal expansion. When using, for example, tungsten are the coefficient of thermal expansion α 20/300 of W of 4.4 × 10 -6 / K glasses with α 20/300 of between 3.4 × 10 -6 / K and 4.3 x 10 - 6 / K well suited. When using, for example, Kovar, an Fe-Co-Ni alloy, glasses with α 20/300 between 4.3 × 10 -6 / K and 6.0 × 10 -6 / K are well suited.

Die Gläser sollen eher niedrige Verarbeitungstemperaturen VA, das heißt VA < 1200°C, besitzen, damit sie bei eher niedrigen Temperaturen verarbeitet werden können. Die Transformationstemperatur Tg soll an das Schmelzverhalten des zu verschmelzenden Metalls oder Metallegierung angepasst sein. So soll sie bei einer Verschmelzung mit Kovar vorzugsweise zwischen 440°C und 530°C liegen. Für eine Verschmelzung mit Wolfram ist ein Tg bis 580°C gut geeignet.The glasses are rather low processing temperatures V A , that is V A <1200 ° C, have, so that they can be processed at rather low temperatures. The transformation temperature T g should be adapted to the melting behavior of the metal or metal alloy to be fused. So it should preferably lie between 440 ° C and 530 ° C in a merger with Kovar. For a fusion with tungsten, a T g up to 580 ° C is well suited.

Wesentlich für die Gläser ist ihr Transmissionsverlauf. Im Sichtbaren ist eine möglichst hohe Lichtdurchlässigkeit gefordert, um eine hohe Lichtausbeute der Lampe zu erhalten, im UV-Bereich ist keine oder nur eine geringe Transmission gewünscht, um möglichst wenig der schädlichen UV-Strahlung durchzulassen. Die Anforderungen an die UV-Blockung hängen von den Verwen dungen der Gläser ab. So soll bei Verwendung als Lampengläser für Fluoreszenzlampen insbesondere die Hg-Linie bei 253 nm geblockt werden.Essential for the glasses is her transmission history. In the visible one is possible high light transmission required to obtain a high luminous efficacy of the lamp, in UV range is no or only a small transmission desired to preferably little of the harmful ones Let UV radiation through. The requirements for UV blocking hang from the uses of the glasses from. Thus, when used as lamp lenses for fluorescent lamps in particular the Hg line is blocked at 253 nm.

So ist für Backlights eine hohe UV-Blockung ≤ 253 nm gewünscht, um bestrahlte Kunststoffteile, z. B. in Laptops, nicht vergilben und verspröden zu lassen. Dies erfüllen Gläser mit einer UV-Transmission bei λ ≤ 254 nm τ von ≤ 0,1%, gemessen an 0,2 mm dicken Proben. Für andere Verwendungen ist bereits eine UV-Transmission τ ≤ 0,1% bei λ ≤ 240 nm ausreichend. Auf jeden Fall soll der Übergang vom undurchlässigen zum durchlässigen Wellenlängenbereich möglichst kurz sein, das heißt die Transmissionskurve soll in diesem Bereich möglichst steil verlaufen.So is for Backlights a high UV blocking ≤ 253 nm desired, to irradiated plastic parts, eg. In laptops, not yellowing and become brittle allow. To fulfill this glasses with a UV transmission at λ ≤ 254 nm τ of ≤ 0.1%, measured 0.2 mm thick samples. For other uses, a UV transmission τ ≤ 0.1% at λ ≤ 240 nm is sufficient. In any case, the transition should from impermeable to permeable Wavelength range preferably be short, that is The transmission curve should be as steep as possible in this area.

Die Mindestanforderung an die Transmission im sichtbaren Wellenlängenbereich ist bei λ > 400 nm und einer Probendicke von 0,2 mm eine Transmission von 90%. Gefordert ist also τ (> 400 nm; 0,2 mm) ≥ 90%.The Minimum requirement for the transmission in the visible wavelength range is at λ> 400 nm and a sample thickness of 0.2 mm a transmission of 90%. Thus, τ (> 400 nm, 0.2 mm) is required ≥ 90%.

Eine weitere wesentliche Eigenschaft von Gläsern für Fluoreszenzlampen, insbesondere für „Backlights", ist die Solarisationsbeständigkeit, die nötig ist, um eine lange Lebensdauer der Lampen, dass heißt eine möglichst konstantbleibende Lichtausbeute zu ermöglichen. Unter „solarisationsstabil" sollen hier Gläser verstanden werden, die nach einer 15-stündigen HOK-4-Bestrahlung, also einer Bestrahlung mit einer Hg-Hochdrucklampe mit einer Hauptemission bei 365 nm und einer Bestrahlungsstärke von 850 μW/cm2 bei 200 bis 280 nm in 1 m Abstand, an einer 0,2 mm dicken Glasprobe einem Transmissionsabfall von höchstens 5% bei 300 nm zeigen.Another essential property of glasses for fluorescent lamps, in particular for "backlights", is the solarization resistance which is necessary in order to enable a long lamp life, that is to say a light output which remains as constant as possible after a 15-hour HOK-4 irradiation, ie an irradiation with a high-pressure mercury-vapor lamp with a main emission at 365 nm and an irradiance of 850 μW / cm 2 at 200 to 280 nm at a distance of 1 m, at a 0.2 mm thick glass sample show a transmission drop of at most 5% at 300 nm.

In der Patentliteratur sind bereits verschiedene Schriften bekannt, die mehr oder weniger UV-geblockte Gläser, insbesondere Lampengläser, beschreiben. Diese Gläser zeigen aber Nachteile, insbesondere eine den heutigen hohen Anforderungen nicht genügende UV-Blockung.In the patent literature are already known various writings the more or less UV-blocked glasses, especially lamps, describe. These glasses But show disadvantages, especially one today's high requirements not enough UV blockage.

DE 32 06 227 C2 beschreibt ein optisches bzw. ophthalmisches Glas, das seine UV-Absorption durch hohe TiO2-Gehalte (bis zu 15 Gew.-%) erhält. DE 32 06 227 C2 describes an optical or ophthalmic glass, which receives its UV absorption by high TiO 2 contents (up to 15 wt .-%).

US 3,499,775 beschreibt ein UV-absorbierendes Glas, das die genannte Eigenschaft durch die Kombination von CeO2 und MoO3 erhält US 3,499,775 describes a UV-absorbing glass which obtains the said property by the combination of CeO 2 and MoO 3

Das in JP 8-12369 A beschriebene Borosilicatglas für Entladungslampen enthält zur UV-Blockung insgesamt 0,03 bis 3 Gew.-% von wenigstens zwei der vier Komponenten V2O5, Fe2O3, TiO2 und CeO2. Mit diesen Komponenten mit teilweisen hohen Einzelanteilen und ihrer Kombinationen ist eine hohe Transmission und eine hohe Solarisationsbeständigkeit nicht einstellbar.This in JP 8-12369 A described borosilicate glass for discharge lamps contains for UV blocking total of 0.03 to 3 wt .-% of at least two of the four components V 2 O 5 , Fe 2 O 3 , TiO 2 and CeO 2 . With these components with partly high individual proportions and their combinations a high transmission and a high solarization resistance is not adjustable.

US 5,747,399 beschreibt ein Glas für miniaturisierte Fluoreszenzlampen, das seine Solarisationsstabilität und seine UV-Undurchlässigkeit durch TiO2 und/oder PbO und/oder Sb2O3 erhalten soll. Jedoch führt eine Dotierung mit TiO2, insbesondere bei hohen Gehalten, zu einer Färbung des Glases. Auf PbO sollte schon wegen der Umweltproblematik verzichtet werden. US 5,747,399 describes a glass for miniaturized fluorescent lamps, which is to receive its solarization stability and its UV-opacity by TiO 2 and / or PbO and / or Sb 2 O 3 . However, doping with TiO 2 , especially at high levels, leads to a coloration of the glass. On PbO should be waived already because of the environmental problem.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Glas mit hoher Transmission im Sichtbaren (> 400 nm) und hoher Blockung im UV (≤ 240 nm) so wie mit einer an das Ausdehnungsverhalten von Wolfram oder Kovar angepassten thermischen Dehnung bereitzustellen.It is therefore an object of the present invention, a glass with high Transmission in the visible (> 400 nm) and high blocking in the UV (≤ 240 nm) as well as with the expansion behavior of tungsten or Kovar adapted to provide thermal expansion.

Die Aufgabe wird durch ein Borosilicatglas gemäß dem Hauptanspruch gelöst.The The object is achieved by a borosilicate glass according to the main claim.

Ein Glas mit den gewünschten Transmissionseigenschaften besteht aus dem Grundglassystem (in Gew.-% auf Oxidbasis): 55 bis 80 SiO2, 8 bis 25 B2O3, 0,5 bis 10 Al2O3, 1 bis 16 Li2O + Na2O + K2O, 0 bis 6 MgO + CaO + SrO + BaO, 0 bis 3 ZnO und 0 bis 5 ZrO2.A glass with the desired transmission properties consists of the base glass system (in% by weight based on oxide): 55 to 80 SiO 2 , 8 to 25 B 2 O 3 , 0.5 to 10 Al 2 O 3 , 1 to 16 Li 2 O + Na 2 O + K 2 O, 0 to 6 MgO + CaO + SrO + BaO, 0 to 3 ZnO and 0 to 5 ZrO 2 .

Erfindungswesentlich ist das Vorhandensein von MoO3 und Bi2O3, und zwar von in Summe 0,01 bis 5 Gew.-% bei > 0 bis 3 Gew.-% MoO3 und > 0 bis 5 Gew.-% Bi2O3.Essential to the invention is the presence of MoO 3 and Bi 2 O 3 , in total from 0.01 to 5 wt .-% at> 0 to 3 wt .-% MoO 3 and> 0 to 5 wt .-% Bi 2 O. 3 .

Der Mindestgehalt an MoO3 und Bi2O3 ist nötig, um die hohe UV-Blockung zu erzielen. Höhere Gehalte an MoO3 und Bi2O3 würden zu einer Färbung des Glases führen. Bevorzugt ist eine Mindestsumme von 0,1 Gew.-%, insbesondere eine Mindestsumme von 0,2 Gew.-%, und eine Höchstsumme von 3 Gew.-%. Besonders bevorzugt ist ein Mindestgehalt von 0,4 Gew.-% MoO3 oder ein Mindestgehalt von 1,0 Gew.-% Bi2O3. Bi2O3 verbessert auch sehr die Solarisationsstabilität des Glases. Vor allem in den besonders bevorzugten Ausführungsformen kann eine UV-Blockung bis 254 nm, d.h. ein τ ≤ 0,1% bei τ ≤ 254 nm bei einer Probendicke von 0,2 mm, erreicht werden. Ganz besonders bevorzugt ist ein Mindestgehalt an MoO3 von 0,6 Gew.-% oder ein Mindestgehalt an Bi2O3 von 1,3 Gew.-%.The minimum content of MoO 3 and Bi 2 O 3 is necessary to achieve the high UV blocking. Higher contents of MoO 3 and Bi 2 O 3 would lead to a coloration of the glass. Preference is given to a minimum sum of 0.1% by weight, in particular a minimum of 0.2% by weight, and a maximum sum of 3% by weight. Particularly preferred is a minimum content of 0.4 wt .-% MoO 3 or a minimum content of 1.0 wt .-% Bi 2 O 3 . Bi 2 O 3 also greatly improves the solarization stability of the glass. Especially in the particularly preferred embodiments, UV blocking to 254 nm, ie a τ ≤ 0.1% at τ ≤ 254 nm with a sample thickness of 0.2 mm, can be achieved. Very particular preference is given to a minimum content of MoO 3 of 0.6% by weight or a minimum content of Bi 2 O 3 of 1.3% by weight.

Das Glas besteht vorzugsweise aus dem Glassystem (in Gew.-% auf Oxidbasis) : SiO2 55-79, B2O3 10-25, Al2O3 0,5-10, Li2O + Na2O + K2O 1-16, MgO + CaO + SrO + BaO 0-6, ZnO 0-3, ZrO2 0-1; Bi2O3 > 0-5, MoO3 > 0-3; mit BiO2 + MoO3 0,1-5.The glass preferably consists of the glass system (in% by weight based on oxide): SiO 2 55-79, B 2 O 3 10-25, Al 2 O 3 0.5-10, Li 2 O + Na 2 O + K 2 O 1-16, MgO + CaO + SrO + BaO 0-6, ZnO 0-3, ZrO 2 0-1; Bi 2 O 3 > 0-5, MoO 3 >0-3; with BiO 2 + MoO 3 0.1-5.

Es ist besonders bevorzugt, dass das Glas aus dem folgenden Glassystem besteht: SiO2 55-79; B2O3 8-12,5; Al2O3 0,5-10; Li2O + Na2O + K2O 1-16; MgO + CaO + SrO + BaO 0-6; ZnO 0-3; ZrO2 0-3; Bi2O3 > 0-5; MoO3 > 0-3; mit Bi2O3 + MoO3 0,01-5.It is particularly preferred that the glass consists of the following glass system: SiO 2 55-79; B 2 O 3 8-12.5; Al 2 O 3 0.5-10; Li 2 O + Na 2 O + K 2 O 1-16; MgO + CaO + SrO + BaO 0-6; ZnO 0-3; ZrO 2 0-3; Bi 2 O 3 >0-5; MoO 3 >0-3; with Bi 2 O 3 + MoO 3 0.01-5.

Es ist bevorzugt, auf den Zusatz von ZrO2 zu verzichten, so dass das Glas bis auf unvermeidliche Verunreinigungen durch Rohstoffe oder Wannenkorrosion ZrO2-frei ist.It is preferred to dispense with the addition of ZrO 2 , so that the glass is ZrO 2 -free, except for unavoidable contamination by raw materials or tub corrosion.

Gläser aus den genannten Zusammensetzungsbereichen mit einem Gehalt von 70-80 Gew.-% SiO2 besitzen thermische Ausdehnungskoeffizienten α20/300 zwischen 3,4 × 10–6/K und 4,3 × 10–6/K und sind damit besonders gut für Verschmelzung mit Wolfram geeignet.Glasses from the above composition ranges with a content of 70-80 wt .-% SiO 2 have thermal expansion coefficients α 20/300 between 3.4 × 10 -6 / K and 4.3 × 10 -6 / K and are therefore particularly good suitable for fusion with tungsten.

Für die Verschmelzung mit Wolfram sind Gläser aus dem Zusammensetzungsbereich (in Gew.-% auf Oxidbasis) SiO2 73-79, B2O3 12,5-25; Al2O3 0,5-10; Li2O + Na2O + K2O 1-11; MgO + CaO + SrO + BaO 0-6; ZnO 0-3; ZrO2 0-5; Bi2O3 > 0-5; MoO3 > 0-3; mit Bi2O3 + MoO3 0,01-5 besonders bevorzugt.For fusion with tungsten, glasses from the composition range (in% by weight based on oxide) are SiO 2 73-79, B 2 O 3 12.5-25; Al 2 O 3 0.5-10; Li 2 O + Na 2 O + K 2 O 1-11; MgO + CaO + SrO + BaO 0-6; ZnO 0-3; ZrO 2 0-5; Bi 2 O 3 >0-5; MoO 3 >0-3; with Bi 2 O 3 + MoO 3 0.01-5 being particularly preferred.

Gläser aus den genannten Zusammensetzungsbereichen mit einem Gehalt von 55-75 Gew.-% SiO2 besitzen thermische Ausdehnungskoeffizienten zwischen 4,3 × 10–6/K und 6,0 × 10–6/K und sind damit besonders gut für die Verschmelzung mit Kovar geeignet.Glasses from the above composition ranges with a content of 55-75 wt .-% SiO 2 have thermal expansion coefficients between 4.3 × 10 -6 / K and 6.0 × 10 -6 / K and are therefore particularly good for the merger with Kovar suitable.

Für die Verschmelzung mit Kovar sind Gläser aus dem Zusammenssetzungsbereich (in Gew.-% auf Oxidbasis) SiO2 55-73; B2O3 15-25; Al2O3 1-10; Li2O + Na2O + K2O 4-16; MgO + CaO + SrO + BaO 0-6; ZnO 0-3; ZrO2 0- 5; Bi2O3 > 0-5; MoO3 > 0-3; mit Bi2O3 + MoO3 0,01-5 besonders bevorzugt.For the fusion with Kovar, glasses from the composition range (in% by weight based on oxide) are SiO 2 55-73; B 2 O 3 15-25; Al 2 O 3 1-10; Li 2 O + Na 2 O + K 2 O 4-16; MgO + CaO + SrO + BaO 0-6; ZnO 0-3; ZrO 2 0-5; Bi 2 O 3 >0-5; MoO 3 >0-3; with Bi 2 O 3 + MoO 3 0.01-5 being particularly preferred.

Das Glas kann übliche Läutermittel in üblichen Mengen enthalten, so z. B. Verdampfungsläutermittel wie Cl– und F–, aber auch Redoxläutermittel, die aufgrund ihrer polyvalenten Kationen wirksam sind, z. B. SnO2 und Sb2O3. Vorzugsweise enthält das Glas 0-1 Gew.-% Sb2O3, 0-1 Gew.-% As2O3, 0-1 Gew.-% SnO2, 0-1 Gew.-% CeO2, 0-0,5 Gew.-% Cl, 0-1 Gew.-% F, 0-0,5 Sulfat, angegeben als SO3.The glass may contain conventional refining agents in conventional amounts, such. B. Evaporierungsläutermittel such as Cl - and F - , but also redox, which are effective due to their polyvalent cations, z. B. SnO 2 and Sb 2 O 3 . Preferably, the glass contains 0-1% by weight Sb 2 O 3 , 0-1% by weight As 2 O 3 , 0-1% by weight SnO 2 , 0-1% by weight CeO 2 , 0- 0.5 wt% Cl, 0-1 wt% F, 0-0.5 sulfate, reported as SO 3 .

CeO2 unterstützt die Läuterung, kann sich jedoch bei zu hohen Gehalten negativ auf die Solarisationsstabilität auswirken.CeO 2 promotes purging, but at too high a level can negatively impact solarization stability.

Das Glas kann weiter 0-5 Gew.-% TiO2, bevorzugt 0-1 Gew.-% TiO2, und 0- 3 Gew.-% PbO enthalten. TiO2 unterstützt MoO3 und Bi2O3, indem es die UV-Kante, d.h. den Übergang zwischen Absorption und Transmission, in den längerwelligen Bereich verschiebt. So können auch schon mit den genannten geringen Anteilen an MoO3 und/oder Bi2O3 UV-Blockungen nicht nur bis 240 nm, sondern auch bis 254 nm und darüber hinaus erzielt werden. Aufgrund der erfindungsgemäßen Dotierung kann, verglichen mit der TiO2-Dotierung des Standes der Technik, auf TiO2 ganz verzichtet werden oder es in so geringen Mengen zugegeben werden, dass seine störende Färbung keine Rolle spielt.The glass may further contain 0-5 wt% TiO 2 , preferably 0-1 wt% TiO 2 , and 0-3 wt% PbO. TiO 2 supports MoO 3 and Bi 2 O 3 by shifting the UV edge, ie the transition between absorption and transmission, into the longer wavelength range. Even with the small amounts of MoO 3 and / or Bi 2 O 3 mentioned, UV blockages can be achieved not only up to 240 nm, but also up to 254 nm and beyond. Due to the doping according to the invention, TiO 2 can be completely dispensed with, compared to the TiO 2 doping of the prior art, or it can be added in such small amounts that its disturbing coloring plays no role.

Das Glas kann ohne Nachteile bis zu 1 Gew.-% Fe2O3 enthalten. Auch Fe2O3 trägt zur Verschiebung der Absorptionskante in dem längerwelligen Bereich bei.The glass can contain up to 1 wt .-% Fe 2 O 3 without disadvantages. Also, Fe 2 O 3 contributes to the shift of the absorption edge in the longer wavelength range.

Das Glas kann auch noch in geringen Anteilen, die das Glassystem nicht beeinträchtigen, V2O5, Nb2O5 und WO3 enthalten.The glass may still contain V 2 O 5 , Nb 2 O 5 and WO 3 even in small amounts which do not affect the glass system.

Die Summe aus Fe2O3, CeO2, V2O5, Nb2O5, WO3 TiO2, PbO, As2O3, Sb2O3 soll 5 Gew.-% nicht überschreiten, da ansonsten eine zu starke Färbung des Glases im Sichtbaren auftritt.The sum of Fe 2 O 3 , CeO 2 , V 2 O 5 , Nb 2 O 5 , WO 3 TiO 2 , PbO, As 2 O 3 , Sb 2 O 3 should not exceed 5 wt .-%, otherwise one to strong staining of the glass occurs in the visible.

Ausführungsbeispiele:EXAMPLES

Zur Herstellung der Beispielgläser und der Vergleichsgläser wurden übliche Rohstoffe eingesetzt.to Production of sample glasses and the comparison glasses became usual Raw materials used.

Das gut homogenisierte Gemenge wurde im Labor in einem Kieselglas-Tiegel bei 1600°C geschmolzen, geläutert und homogenisiert. Anschließend wurde das Glas gegossen und mit 20 K/h gekühlt.The well homogenized mixture was in the laboratory in a silica glass crucible at 1600 ° C melted, purified and homogenized. Subsequently the glass was poured and cooled at 20 K / h.

Die Tabelle zeigt zwei Beispiele erfindungsgemäßer Gläser (A1, A2) und zwei Vergleichsbeispiele (V1, V2) mit ihren Zusammensetzungen (in Gew.-% auf Oxidbasis) und ihren wesentlichen Eigenschaften.The Table shows two examples of glasses according to the invention (A1, A2) and two comparative examples (V1, V2) with their compositions (in wt .-% based on oxide) and their essential properties.

Folgende Eigenschaften sind in der Tabelle angegeben:

  • • der thermische Ausdehnungskoeffizient α20/300 [10–6/K]
  • • die Transformationstemperatur Tg [°C]
  • • die Verarbeitungstemperatur VA [°C]
  • • die Erweichungstemperatur Ew [°C]
  • • zur Dokumentation der Blockung im UV-Bereich die Angabe der höchsten Wellenlänge, bei der τ maximal 0,1% (bei einer Probendicke von 0,2 mm) ist („UV-Blockung")
The following properties are given in the table:
  • • the thermal expansion coefficient α 20/300 [10 -6 / K]
  • The transformation temperature T g [° C]
  • The processing temperature V A [° C]
  • The softening temperature E w [° C]
  • • for documentation of blocking in the UV range, the specification of the highest wavelength at which τ is a maximum of 0.1% (with a sample thickness of 0.2 mm) ("UV blocking")

Figure 00070001
Figure 00070001

Das Vergleichsbeispiel V1 hat eine zu niedrigwellige UV-Kante, d.h. es blockt den UV-Bereich nicht ausreichend.The Comparative Example C1 has too low a UV edge, i. it does not sufficiently block the UV range.

Das TiO2-haltige Vergleichsbeispiel V2 zeigt eine gute UV-Blockung, wie sie auch von den erfindungsgemäß dotierten Gläsern ohne TiO2-Zusatz erreicht wird.The TiO 2 -containing Comparative Example C2 shows a good UV blocking, as it is also achieved by the invention doped glasses without TiO 2 addition.

A1 und A2 sind Beispiele für eine Mischdotierung mit Bi2O3 und MoO3.A1 and A2 are examples of mixed doping with Bi 2 O 3 and MoO 3 .

Die erfindungsgemäßen Gläser besitzen eine hohe Solarisationsbeständigkeit, ausgedrückt durch Δ15τ (300 nm; 0,2 mm) von < 5%, eine hohe Transmission im Sichtbaren, ausgedrückt durch τ (> 400 nm; 0,2 mm) ≥ 90%, und eine gute UV-Blockung, insbesondere ausgedrückt durch τ (≤ 240 nm; 0,2 mm) ≤ 0,1% bzw. durch die Angabe der höchsten Wellenlänge, bei der τ maximal 0,1% ist (Probendicke 0,2 mm). Sie beträgt 240 nm oder mehr.The glasses according to the invention have a high solarization resistance, expressed by Δ 15 τ (300 nm, 0.2 mm) of <5%, a high transmission in the visible, expressed by τ (> 400 nm, 0.2 mm) ≥ 90%, and a good UV blocking, in particular expressed by τ (≤ 240 nm, 0.2 mm) ≤ 0.1% or by the specification of the highest wavelength at which τ is a maximum of 0.1% (sample thickness 0.2 mm ). It is 240 nm or more.

In bevorzugten Ausführungsformen besitzen die Gläser eine UV-Transmission bei λ ≤ 254 nm von τ ≤ 0,1%.In preferred embodiments own the glasses a UV transmission at λ ≤ 254 nm of τ ≤ 0.1%.

Weiter besitzen die Gläser eine Verarbeitungstemperatur VA < 1200°C, wodurch sie gut verarbeitbar sind.Next, the glasses have a processing temperature V A <1200 ° C, making them easy to process.

Die Gläser besitzen Transformationstemperaturen Tg zwischen 440°C und 580°C. Sie sind damit gut geeignet für die Verschmelzung mit Kovar, wofür vorzugsweise die Gläser mit Tg zwischen 440 und 530°C verwendet werden, oder mit Wolfram, wofür vorzugsweise die Gläser mit höherem Tg verwendet werden.The glasses have transformation temperatures T g between 440 ° C and 580 ° C. They are thus well suited for the fusion with Kovar, for which preferably the glasses with T g between 440 and 530 ° C are used, or with tungsten, for which preferably the glasses are used with higher T g .

Weiter besitzen die Gläser einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten α20/300 zwischen 3,4 × 10–6/K und 6,0 × 10–6/K. Sie sind damit ausreichend gut an das thermische Ausdehnungsverhalten von Wolfram bzw. Kovar angepasst, sind also mit einem dieser Materialien vakuumdicht verschmelzbar.Further, the glasses have a thermal expansion coefficient α 20/300 between 3.4 × 10 -6 / K and 6.0 × 10 -6 / K. They are thus sufficiently well adapted to the thermal expansion behavior of tungsten or Kovar, so they can be fused with one of these materials vacuum-tight.

Mit diesen Eigenschaften und mit τ ≤ 0,1% bei λ ≤ 254 nm sind Gläser sehr gut geeignet für die Herstellung von Fluoreszenzlampen.With these properties and with τ ≤ 0.1% at λ ≤ 254 nm glasses very suitable for the production of fluorescent lamps.

Die Gläser besitzen eine hohe Kristallisationsbeständigkeit. So sind die Gläser hervorragend geeignet für den Rohrzug, insbesondere auch für das Ziehen von Rohren mit den genannten geringen Durchmessern.The glasses have a high crystallization resistance. So the glasses are excellent suitable for the Rohrzug, especially for the drawing of pipes with the mentioned small diameters.

Damit sind die Gläser für Fluoreszenzlampen auch sehr gut geeignet für die Herstellung von miniaturisierten Fluoreszenzlampen, beispielsweise für die Hintergrundbeleuchtung von Displays, z. B. von Personalcomputern, Laptops, Notebooks, Taschenrechnern, Fahrzeugnavigationssystemen, Scannern, aber auch von Spiegeln und Bildern.In order to are the glasses for fluorescent lamps also very suitable for the production of miniaturized fluorescent lamps, for example for the backlight of displays, eg. From personal computers, laptops, notebooks, calculators, Vehicle navigation systems, scanners, but also of mirrors and Images.

Die mit den erfindungsgemäßen Gläsern hergestellten Fluoreszenzlampen, insbesondere miniaturisierte Fluoreszenzlampen, erfüllen die an solche Lampen gestellten Anforderungen.The produced with the glasses according to the invention Fluorescent lamps, in particular miniaturized fluorescent lamps, fulfill the requirements placed on such lamps.

Claims (11)

Borosilicatglas mit einer Zusammensetzung (in Gew.-% auf Oxidbasis) von SiO2 55-80 B2O3 8-25 Al2O3 0,5-10 Li2O + Na2O + K2O 1-16 MgO + CaO + SrO + BaO 0-6 ZnO 0-3 ZrO2 0-5 Bi2O3 > 0-5 MoO3 > 0-3 mit Bi2O3 + MoO3 0,01-5
Borosilicate glass having a composition (in% by weight based on oxide) of SiO 2 55-80 B 2 O 3 8-25 Al 2 O 3 0.5-10 Li 2 O + Na 2 O + K 2 O 1-16 MgO + CaO + SrO + BaO 0-6 ZnO 0-3 ZrO 2 0-5 Bi 2 O 3 > 0-5 MoO 3 > 0-3 with Bi 2 O 3 + MoO 3 0.01-5
Borosilicatglas nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Zusammensetzung (in Gew.-% auf Oxidbasis) von SiO2 55-79 B2O3 10-25 Al2O3 0,5-10 Li2O + Na2O + K2O 1-16 MgO + CaO + SrO + BaO 0-6 ZnO 0-3 ZrO2 0-1 Bi2O3 > 0-5 MoO3 > 0-3 mit Bi2O3 + MoO3 0,1-5
Borosilicate glass according to claim 1, characterized by a composition (in% by weight based on oxide) of SiO 2 55-79 B 2 O 3 10-25 Al 2 O 3 0.5-10 Li 2 O + Na 2 O + K 2 O 1-16 MgO + CaO + SrO + BaO 0-6 ZnO 0-3 ZrO 2 0-1 Bi 2 O 3 > 0-5 MoO 3 > 0-3 with Bi 2 O 3 + MoO 3 0.1-5
Borosilicatglas nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Zusammensetzung (in Gew.-% auf Oxidbasis) von SiO2 73-79 B2O3 12,5-25 Al2O3 0,5-10
Li2O + Na2O + K2O 1-11 MgO + CaO + SrO + BaO 0-6 ZnO 0-3 ZrO2 0-5 Bi2O3 > 0-5 MoO3 > 0-3 mit Bi2O3 + MoO3 0,01-5
Borosilicate glass according to claim 1, characterized by a composition (in% by weight based on oxide) of SiO 2 73-79 B 2 O 3 12.5-25 Al 2 O 3 0.5-10
Li 2 O + Na 2 O + K 2 O 1-11 MgO + CaO + SrO + BaO 0-6 ZnO 0-3 ZrO 2 0-5 Bi 2 O 3 > 0-5 MoO 3 > 0-3 with Bi 2 O 3 + MoO 3 0.01-5
Borosilicatglas nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Zusammensetzung (in Gew.-% auf Oxidbasis) von SiO2 55-73 B2O3 15-25 Al2O3 1-10 Li2O + Na2O + K2O 4-16 MgO + CaO + SrO + BaO 0-6 ZnO 0-3 ZrO2 0-5 Bi2O3 > 0-5 MoO3 > 0-3 mit Bi2O3 + MoO3 0,01-5
Borosilicate glass according to claim 1, characterized by a composition (in% by weight based on oxide) of SiO 2 55-73 B 2 O 3 15-25 Al 2 O 3 1-10 Li 2 O + Na 2 O + K 2 O 4-16 MgO + CaO + SrO + BaO 0-6 ZnO 0-3 ZrO 2 0-5 Bi 2 O 3 > 0-5 MoO 3 > 0-3 with Bi 2 O 3 + MoO 3 0.01-5
Borosilicatglas nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Zusammensetzung (in Gew.-% auf Oxidbasis) von SiO2 55-79 B2O3 8-12,5 Al2O3 0,5-10 Li2O + Na2O + K2O 1-16 MgO + CaO + SrO + BaO 0-6 ZnO 0-3 ZrO2 0-3 Bi2O3 > 0-5 MoO3 > 0-3 mit Bi2O3 + MoO3 0,01-5
Borosilicate glass according to claim 1, characterized by a composition (in% by weight based on oxide) of SiO 2 55-79 B 2 O 3 8-12.5 Al 2 O 3 0.5-10 Li 2 O + Na 2 O + K 2 O 1-16 MgO + CaO + SrO + BaO 0-6 ZnO 0-3 ZrO 2 0-3 Bi 2 O 3 > 0-5 MoO 3 > 0-3 with Bi 2 O 3 + MoO 3 0.01-5
Borosilicatglas nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Summe aus Bi2O3 und MoO3 zwischen 0,1 Gew.-% und 5 Gew.-%, bevorzugt zwischen 0,2 Gew.-% und 3 Gew.-% beträgt.Borosilicate glass according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the sum of Bi 2 O 3 and MoO 3 between 0.1 wt .-% and 5 wt .-%, preferably between 0.2 wt .-% and 3 wt .-% is. Borosilicatglas nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich enthält (in Gew.-% auf Oxidbasis): Fe2O3 0-1 CeO2 0-1 TiO2 0-5 PbO 0-3 As2O3 0-1 Sb2O3 0-1 mit Fe2O3 + CeO2 + TiO2 + PbO + As2O3 + Sb2O3 + V2O5 + Nb2O5 + WO3 0-5 SnO2 0-1 F 0-1 Cl 0-0,5 SO3 0-0,5
Borosilicate glass according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that it additionally contains (in% by weight based on oxide): Fe 2 O 3 0-1 CeO 2 0-1 TiO 2 0-5 PbO 0-3 As 2 O 3 0-1 Sb 2 O 3 0-1 with Fe 2 O 3 + CeO 2 + TiO 2 + PbO + As 2 O 3 + Sb 2 O 3 + V 2 O 5 + Nb 2 O 5 + WO 3 0-5 SnO 2 0-1 F 0-1 Cl 0-0.5 SO 3 0-0.5
Borosilicatglas nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7 mit einer Transformationstemperatur Tg zwischen 440°C und 580°C, mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten α20/300 zwischen 3,4 × 10–6/K und 6,0 × 10–6/K, einer Transmission τ bei λ ≤ 240 nm von ≤ 0,1% (bei 0,2 mm Probendicke).Borosilicate glass according to at least one of claims 1 to 7 with a transformation temperature Tg between 440 ° C and 580 ° C, with a thermal expansion coefficient α 20/300 between 3.4 × 10 -6 / K and 6.0 × 10 -6 / K , a transmission τ at λ ≤ 240 nm of ≤ 0.1% (at 0.2 mm sample thickness). Borosilicatglas nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7 mit einer Transformationstemperatur Tg zwischen 440°C und 580°C, mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten α20/300 zwischen 3,4 × 10–6/K und 6,0 × 10–6/K, einer Transmission τ bei λ ≤ 254 nm von ≤ 0,1% (bei 0,2 mm Probendicke).Borosilicate glass according to at least one of claims 1 to 7 with a transformation temperature Tg between 440 ° C and 580 ° C, with a thermal expansion coefficient α 20/300 between 3.4 × 10 -6 / K and 6.0 × 10 -6 / K , a transmission τ at λ ≤ 254 nm of ≤ 0.1% (at 0.2 mm sample thickness). Verwendung eines Glases nach Anspruch 9 für die Herstellung von Fluoreszenzlampen. Use of a glass according to claim 9 for the manufacture of fluorescent lamps. Verwendung eines Glases nach Anspruch 9 für die Herstellung von miniaturisierten Fluoreszenzlampen.Use of a glass according to claim 9 for the manufacture of miniaturized fluorescent lamps.
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