DE10337362B4

DE10337362B4 - Borosilicatglas und seine Verwendungen

Info

Publication number: DE10337362B4
Application number: DE10337362A
Authority: DE
Inventors: Christof Kass; Jörg Hinrich Dr. Fechner
Original assignee: Schott AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 2002-08-24
Filing date: 2003-08-14
Publication date: 2006-05-11
Anticipated expiration: 2023-08-15
Also published as: US7144835B2; JP4454266B2; JP2004083403A; US20040113237A1; KR100810792B1; US7315125B2; DE10337362A1; KR20040018189A; DE10238930C1; CN1495140A; US20070004580A1; DE20220582U1; CN1270992C

Abstract

Aluminiumfreies Borosilicatglas mit guter chemischer Beständigkeit, mit einer Zusammensetzung (in Gew.-% auf Oxidbasis) von: SiO₂ 60 – 78 B₂O₃ 7 – 20 Li₂O 0 – 2 Na₂O 0 – 4 K₂O 3 – 12 MgO 0 – 2 CaO 0 – 2 mit MgO + CaO 0 – 3 BaO 0 – 3 ZnO 0 – 2 ZrO₂ 0,8 – 12 TiO₂ 0 – 10 CeO₂ 0 – 1 F^– 0 – 0,6

sowie ggf. übliche Läutermittel in üblichen Mengen

Description

Die Erfindung betrifft ein Borosilicatglas. Die Erfindung betrifft auch Verwendungen des Glases.

Die Gruppe der Borosilicatgläser ist äußerst umfangreich. Ihre Vertreter haben den folgenden Grundzusammensetzungsbereich gemeinsam:

SiO₂	ca. 70 – 80 Gew.-%
B₂O₃	7 – 20 Gew.-%
Al₂O₃	2 – 7 Gew.-%
Alkalioxide	3 – 10 Gew.-%

Die Gläser enthalten Aluminiumoxid zur Verbesserung ihrer Entglasungsstabilität und der chemischen Beständigkeit.

An eine benetzende wässrige Flüssigkeit geben solche Gläser jedoch Aluminiumionen ab, was für spezielle Anwendungen nachteilig ist. Beispielsweise steht Aluminium derzeit in Verdacht, bei Menschen mit entsprechender Veranlagung gesundheitliche Schäden zu verursachen. In solchen Fällen sind deshalb die konventionellen Pharmaprimärpackmittel aus Glas für die Verabreichung von Injectabilia schlecht geeignet.

Des weiteren erhöht Aluminiumoxid die Schmelz- und Verarbeitungstemperaturen der Gläser erheblich, was den Energieverbrauch bei den Herstellungsprozessen erhöht.

Durch den einfachen Ersatz des Aluminiumoxids durch einen oder mehrere Bestandteile gelingt eine Reproduktion der durch Al₂O₃ beeinflussten physikalischen und glastechnischen Eigenschaften in der Regel nicht. Vielmehr sind völlige Neuentwicklungen oder weitreichende Änderungen in der Glaszusammensetzung nötig.

Übliche Borosilicatgläser zeichnen sich durch ihre hohe chemische Beständigkeit sowie ihre hohe Temperaturwechselbeständigkeit aus. Sie haben niedrige thermische Ausdehnungskoeffizienten.

Aufgrund dieser Eigenschaften finden sie insbesondere Verwendung als Ampullen und Fläschchen in der pharmazeutischen Industrie zur Verpackung beispielsweise von Injektionspräparaten, für Geräte und Apparaturen in der chemischen Industrie sowohl in der Produktion als auch im Laborbereich oder als Lampengläser.

Über solche Gläser gibt es eine umfangreiche Patentliteratur.

So beschreibt beispielsweise DE 42 30 607 C1 chemisch hoch resistente Borosilicatgläser, die mit Wolfram verschmelzbar sind. Die Gläser besitzen ausweislich der Beispiele Verarbeitungstemperaturen V_A> 1210°C.

Auch die in der Offenlegungsschrift DE 37 22 130 A1 beschriebenen Borosilicatgläser besitzen hohe Verarbeitungstemperaturen. Die Gläser gehören zwar der ersten hydrolytischen Klasse an, sind aber aufgrund ihrer K₂O-Freiheit relativ kristallisationsanfällig.

Auch die Li₂O-haltigen Gläser der Patentschrift DE 195 36 708 C1 sind chemisch hoch beständig, weisen jedoch ebenfalls unvorteilhaft hohe Verarbeitungstemperaturen auf.

Die Gläser der Patentschrift DE 44 30 710 C1 weisen einen hohen SiO₂-Anteil, nämlich > 75 Gew.-% und > 83 Gew.-% SiO₂ + B₂O₃ in Verbindung mit einem Gewichtsverhältnis SiO₂/B₂O₃ > 8 auf, was sie zwar chemisch hoch beständig macht, jedoch ebenfalls zu hohen Verarbeitungstemperaturen führt.

Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein Glas zu finden, das die genannten Anforderungen an bisherige Borosilicatgläser erfüllt, günstige Verarbeitungstemperaturen aufweist und Al₂O₃-frei ist.

Diese Aufgabe wird durch das im Patentanspruch 1 beschriebene Glas erfüllt.

Das erfindungsgemäße Glas weist einen SiO₂-Gehalt von wenigstens 60, vorzugsweise wenigstens 63 Gew.-%, und höchstens 78 Gew.-%, vorzugsweise von 65 bis 77 Gew.-%, bevorzugt von 67 bis 75 Gew.-%, besonders bevorzugt von 68 bis 74 Gew.-% auf. Je nach konkreter Anwendung des Glases variiert der SiO₂-Gehalt und wirkt sich vorteilhaft auf die gewünschten Eigenschaften hohe chemische Beständigkeit, insbesondere hohe Säurebeständigkeit, und niedriger thermischer Ausdehnungskoeffizient aus.

Das Glas enthält 7 – 20 Gew.-%, bevorzugt 9 bis 18 Gew.-%, besonders bevorzugt 9 – 13 Gew.-% B₂O₃ zur Erniedrigung der thermischen Ausdehnung, der Verarbeitungstemperatur und der Schmelztemperatur bei gleichzeitiger Verbesserung der chemischen Beständigkeit, insbesondere der hydrolytischen Beständigkeit. Die Borsäure bindet die im Glas vorhandenen Alkaliionen fester in die Glasstruktur ein, was zu einer geringeren Alkaliabgabe in Kontakt mit Lösungen, beispielswei se bei der Messung der hydrolytischen Beständigkeit, führt. Während bei niedrigeren Gehalten die hydrolytische Beständigkeit deutlich verschlechtert und die Schmelztemperatur nicht weit genug abgesenkt würde, würde bei höheren Gehalten die Säurebeständigkeit verschlechtert. Werte über 13 % B₂O₃ verschlechtern zwar bereits die chemische Beständigkeit, haben aber für spezielle Einsatzzwecke wie Lampenglas für elektronische Blitzlampen und „backlights" den Vorteil, dass der hohe Anteil an Borsäure zusätzlich einen höheren elektrischen Widerstand des Glases bewirkt.

Das Glas ist bis auf unvermeidliche Verunreinigungen frei von Al₂O₃.

Wesentlich für das erfindungsgemäße Glas sind die Anteile der einzelnen Alkalioxide in bestimmten Grenzen, wodurch insbesondere die hydrolytische Beständigkeit im Vergleich zum für die jeweilige Verwendung vorgesehenen konkreten Glas des Standes der Technik verbessert wird.

So enthält das Glas 0 – 4 Gew.-% Na₂O, bevorzugt 0 – 3 Gew.-% Na₂O, 3 – 12 Gew.-% K₂O, bevorzugt 5 – 10 Gew.-% K₂O, und 0 – 2 Gew.-% Li₂O bevorzugt 0 – 1 Gew.-% Li₂O. Bevorzugt ist eine Summe der Alkalioxide zwischen 5,5 und 13,5 Gew.-%.

Es ist besonders bevorzugt, dass neben K₂O Na₂O oder Li₂O im Glas vorhanden ist. Es ist ganz besonders bevorzugt, dass neben K₂O Na₂O und Li₂O im Glas vorhanden sind.

Die Alkalioxide senken die Verarbeitungstemperatur des Glases, außerdem verbessern hohe K₂O-Gehalte die Entglasungsstabilität, eine Eigenschaft, die beim erfindungsgemäßen Al₂O₃-freien Glas von entscheidender Bedeutung ist. Während des Abkühlens, beim Formgebungsprozess, beispielsweise am Rohrzug, entstehen keine Entglasungskristalle, die an der Glasoberfläche sitzen und die Formgebung und Verwendung des Glases beeinträchtigen würden.

Oberhalb der jeweiligen Obergrenze des Alkalioxids steigt die Alkaliabgabe überproportional an. So wird durch die speziellen Anteile ein Minimum der Alkaliabgabe erzielt, was zu den verschiedenen hervorragenden chemischen Beständigkeiten führt.

In ganz besonders bevorzugter Ausführungsform enthält das Glas wenigstens 0,2 Gew.-% Li₂O. In ganz besonders bevorzugter Ausführungsform enthält das Glas wenigstens 0,3 Gew.-% Na₂O, insbesondere wenigstens 0,5 Gew.-% Na₂O.

Als weitere Komponenten kann das Glas die zweiwertigen Oxide MgO mit 0 – 2 Gew.-%, CaO mit 0 – 2 Gew.-%, bevorzugt 0 – 1 Gew.-%, ZnO mit 0 – 2 Gew.-% und BaO mit 0 – 3 Gew.-%, bevorzugt 0 – 1 Gew.-%, enthalten. Diese Komponenten variieren die "Länge des Glases", also den Temperaturbereich, in dem das Glas verarbeitbar ist. Durch die unterschiedlich stark netzwerkwandelnde Wirkung dieser Komponenten kann durch den Austausch dieser Oxide gegeneinander das Viskositätsverhalten an die Anforderungen des jeweiligen Herstellungs- und Verarbeitungsverfahrens angepasst werden. CaO und MgO setzen die Verarbeitungstemperatur herab und sind fest in die Glasstruktur gebunden. Die Summe aus CaO und MgO soll zwischen 0 und 3 Gew.-% betragen, da bei höheren Gehalten die thermische Ausdehnung steigt. Die Zugabe von BaO ermöglicht eine Absenkung der Verarbeitungstemperatur, ohne die hydrolytische Beständigkeit des Glases zu verschlechtern.

Vorzugsweise ist das Glas frei von MgO, CaO, BaO und enthält zwischen 0 – 1 Gew.-% ZnO. In besonders bevorzugten Ausführungsformen wird auch auf ZnO verzichtet.

Das Glas enthält 0,8 – 12 Gew.-% ZrO₂, bevorzugt höchstens 10,5 Gew.-% ZrO₂, vorzugsweise wenigstens 1,5 Gew.-% ZrO₂, insbesondere wenigstens 2 Gew.-% ZrO₂, besonders bevorzugt 3 – 7 Gew.-% ZrO₂. ZrO₂ verbessert die hydrolytische Beständigkeit und vor allem die Laugenbeständigkeit des Glases. Bei höheren Anteilen würde die Verarbeitungstemperatur zu sehr erhöht, während die chemischen Beständigkeiten nicht mehr wesentlich verbessert werden.

Das Glas kann bis zu 10 Gew.-%, vorzugsweise bis zu 6 Gew.-%, bevorzugt bis zu 5 Gew.-% TiO₂ enthalten. Geringe Gehalte bis 1 Gew.-% TiO₂ verhindern die Solarisation des Glases, das Nachdunkeln z. B. einer daraus hergestellten Lampe während ihres Betriebs und verbessern auch schon die chemische Beständigkeit. Gehalte über 1 Gew.-% verbessern vor allem die chemische Beständigkeit des Glases, z. B. die Laugenbeständigkeit. Besonders bevorzugt ist ein Gehalt zwischen 0 und 1 Gew.-% TiO₂. In besonders bevorzugter Ausführungsform ist das Glas TiO₂-frei. In einer anderen Ausführungsform enthält das Glas wenigstens 0,5 Gew.-% TiO₂. TiO₂ hat hier UV-blockende Wirkung. Bevorzugt ist ein TiO₂-Gehalt von wenigstens 4,5 Gew.-% TiO₂.

Das Glas kann bis zu 1 Gew.-% CeO₂ enthalten. In niedrigen Konzentrationen wirkt CeO₂ als Läutermittel, in höheren Konzentrationen verhindert es die Verfärbung des Glases durch radioaktive Strahlung. Mit einem solchen CeO₂-haltigen Glas ausgeführte Verschmelzungen können daher auch nach radioaktiver Belastung noch visuell auf eventuelle Beschädigungen wie Risse oder Korrosion des Leitungsdrahtes kontrolliert werden. Auch bei der Verwendung des Glases als Pharmaprimärpackmittel ist eine hohe Transparenz des Glases erwünscht, da Kontrollen des Füllgutes auf eventuell vorhandene Partikel durchgeführt werden. Noch höhere CeO₂-Konzentrationen verteuern das Glas und führen zu einer unerwünschten gelbbräunlichen Eigenfärbung. Für Verwendungen, bei denen die Fähigkeit, durch radioaktive Strahlung bedingte Verfärbungen zu vermeiden, nicht wesentlich ist, ist ein CeO₂-Gehalt zwischen 0 und 0,4 Gew.-% bevorzugt. Das Glas kann ohne Nachteile bis zu 0,5 Gew.-% Fe₂O₃ enthalten. Vorzugsweise enthält es 0 – 0,1 Gew.-% Fe₂O₃.

Weiter kann das Glas bis zu 0,6 Gew.-% F^– enthalten. Dadurch wird die Viskosität der Schmelze erniedrigt, was das Aufschmelzen des Gemenges und die Läuterung der Schmelze beschleunigt. Außerdem wird mit zunehmendem F – Gehalt des Glases eine Pufferung des pH-Wertes einer mit dem Glas in Kontakt stehenden wäßrigen Lösung erzielt. D. h., daß der nach Abfüllen von Injectabilia in Glasbehältnisse durch die Alkaliabgabe der inneren Glasoberfläche erzeugte Anstieg des pH-Wertes im Füllgut durch F-Ionen teilweise neutralisiert wird.

Das Glas kann ggf. neben den bereits erwähnten CeO₂ und Fluoriden, beispielsweise Na₂SiF₆, weitere Läutermittel enthalten. So kann es mit üblichen Läutermitteln wie Chloriden, beispielsweise NaCl, und/oder Sulfaten, beispielsweise Na₂SO₄ geläutert werden, die in üblichen Mengen, d. h. je nach Menge und verwendetem Typ des Läutermittels in Mengen von 0,003 bis 1 Gew.-%, im fertigem Glas anzutreffen sind. Wenn As₂O₃ und Sb₂O₃ nicht eingesetzt werden, sind die Gläser bis auf unvermeidliche Verunreinigungen As₂O₃- und Sb₂O₃-frei, was insbesondere für ihre Verwendung als Pharmaprimärpackmittel vorteilhaft ist.

Das erfindungsgemäße Glas weist einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten α_20/300 zwischen 3,0 × 10^–6/K und 6 × 10^–6/K auf, wodurch es gut verschmelzbar mit Materialien mit ähnlichen thermischen Ausdehnungsverhalten ist, beispielsweise mit Molybdän, Wolfram und Fe-Co-Ni-Legierungen, beispielsweise Kovar.

Das Glas besitzt eine hohe Temperaturwechselbeständigkeit und eine hohe thermische Belastbarkeit. Das Glas besitzt sehr hohe chemische Beständigkeiten, insbesondere eine hohe hydrolytische Beständigkeit und eine hohe Laugenbeständigkeit. Das Glas zeigt eine sehr hohe Entglasungsstabilität, was es auch für eine Heißformgebung mittels Rohrzug sehr geeignet macht. Es ist sehr gut geeignet als Geräteglas.

Das Glas besitzt Verarbeitungstemperaturen zwischen 990°C und 1290°C. Das Glas besitzt vergleichsweise niedrige Einschmelztemperaturen, nämlich zwischen ca. 1480 und ca. 1590°C.

Der dadurch bedingte günstige Schmelz- und Verarbeitungsbereich senkt den Energieverbrauch beim Herstellungsprozess.

Das Glas ist bis auf unvermeidliche Verunreinigungen Al₂O₃-frei.

Mir diesem Eigenschaftskatalog ist das Glas hervorragend geeignet für die verschiedensten Verwendungen, so z. B. für die Verwendung als Pharmaprimärpackmittel wie Ampullen oder Fläschchen, da die in den Gefäßen aufbewahrten Substanzen, insbesondere wässrige Lösungen, das Glas nicht nennenswert angreifen, das Glas also keine oder nur wenig Ionen, insbesondere keine Aluminiumionen, freisetzt.

Das Glas ist als Einschmelzglas für Glas- Metall- Verschmelzungen beispielsweise für Verschmelzungen mit Molybdän, Wolfram und Kovar sehr gut geeignet.

Das Glas ist als Lampenglas, insbesondere als Glas für elektronische Blitzlampen und für Fluoreszenzlampen, insbesondere für miniaturisierte Fluoreszenzlampen, sogenannte Backlights, sehr gut geeignet.

Das Glas ist für die Verarbeitung zu Glasfasern, insbesondere zu Glasfasern für die Betonverstärkung sehr gut geeignet.

Innerhalb des beanspruchten Zusammensetzungsbereichs sind verschiedene Teilbereiche besonders bevorzugt. Sie zeigen für einzelne Anwendungsfelder eine besondere Eignung.

So ist ein Al₂O₃-freies Borosilicatglas der Zusammensetzung (in Gew.-% auf Oxidbasis) SiO₂ 71 – 74, B₂O₃ 9 – 12, Li₂O 0 – 1, Na₂O 0 – 3, K₂O 7 – 10, mit Li₂O + Na₂O + K₂O 7 – 13,5, ZrO₂ 4 – 7 sowie ggf. üblichen Läutermitteln in üblicher Menge besonders bevorzugt.

Ein solches Glas erfüllt sowohl hinsichtlich hydrolytischer, als auch hinsichtlich Säure- und Laugen-Beständigkeit die Anforderungen der Beständigkeitsklassen 1. Es ist besonders geeignet für die Verwendung als Pharmaprimärpackmittel.

Weiter ist ein Glas der Zusammensetzung (in Gew.-% auf Oxidbasis) SiO₂ 68 – 71, B₂O₃ 8 – 11, Li₂O 0 – 1, Na₂O 0 – 3, K₂O 8 – 11, mit Li₂O + Na₂O + K₂O 8 – 13,5, ZrO₂ 7,5 – 10,5 sowie ggf. übliche Läutermittel in üblicher Mengen besonders bevorzugt.

Dieses hoch ZrO₂-haltige Glas erfüllt ebenfalls die Anforderungen der Klassen 1 der genannten chemischen Beständigkeiten. Insbesondere aufgrund seiner herausragenden Laugenbeständigkeit ist es besonders geeignet als Glas für Glasfasern in Beton.

Weiter ist ein Glas des Zusammensetzungsbereichs (in Gew.-% auf Oxidbasis) SiO₂ 70 – 75, B₂O₃ 15 – 18, Li₂O 0 – 1, Na₂O 0 – 3, K₂O 5 – 8, mit Li₂O + Na₂O + K₂O 5,5 – 10,5, CaO 0 – 1, BaO 0 – 1, TiO₂ 0 – 1, ZrO₂ 0,8 – 5 sowie ggf. üblicher Läuterungsmittel in üblichen Menge besonders bevorzugt.

Aufgrund seines thermischen Ausdehnungskoeffizienten α(20°C;300°C) zwischen 3,7 × 10^–6/K und 4,5 × 10^–6/K eignet es sich besonders als Einschmelzglas für Verschmelzungen mit Wolfram.

Besonders bevorzugt ist auch ein Glas des Zusammensetzungsbereichs (in Gew.-% auf Oxidbasis) SiO₂ 67 – 70, B₂O₃ 15 – 18, Li₂O 0 – 1, Na₂O 0 – 3, K₂O 7 – 10, mit Li₂O + Na₂O + K₂O 7 – 12,5, ZnO 0 – 1, ZrO₂ 2,5 – 6 sowie ggf. übliche Läutermittel in üblicher Menge.

Aufgrund seines thermischen Ausdehnungskoeffizienten α(20°C;300°C) zwischen 4,7 × 10^–6/K und 5,3 × 10^–6/K eignet es sich besonders als Einschmelzglas für Verschmelzungen mit Molybdän und mit Kovar.

Die beiden letztgenannten Gruppen eignen sich besonders für die Verwendung als Lampengläser.

Insbesondere aufgrund des durch die hohen B₂O₃-Gehalte hohen elektrischen Widerstands der Gläser sind sie besonders geeignet für die Verwendung als Kolben für elektronische Blitzlampen und für Fluoreszenzlampen, insbesondere miniaturisierte Fluoreszenzlampen.

Weiter ist ein Glas des Zusammensetzungsbereichs (in Gew.-% auf Oxidbasis) SiO₂ 74 – 78, B₂O₃ 12 – 15, Li₂O 0 – 1, Na₂O 0 – 3, K₂O 3 – 8, mit Li₂O + Na₂O + K₂O 3 – 11, ZnO 0 – 1, ZrO₂ 2,5 – 7 sowie ggf. üblicher Läutermittel in üblichen Mengen besonders bevorzugt. Aufgrund seiner hohen chemischen Beständigkeiten und seines niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten eignet es sich besonders als Glas für Geräte und Apparaturen vor allem für Labor- und Produktionsbereich insbesondere der chemischen Industrie.

Es wurden elf Beispiele erfindungsgemäßer Gläser (A1 – A11) und vier Al₂O₃-haltige Vergleichsbeispiele (V1 – V4) aus üblichen Rohstoffen erschmolzen.
In der Tabelle 1 sind die jeweilige Zusammensetzung (in Gew.-% auf Oxidbasis), der Gläser sowie wesentliche Eigenschaften der Gläser aufgeführt, nämlich der thermische Ausdehnungskoeffizient α(20°C;300°C)[10^–6/K], die Transformationstemperatur T_g [°C], die Erweichungstemperatur E_W [°C], die Verarbeitungstemperatur V_A [°C] und die Hydrolytische, die Säure- und die Laugenbeständigkeit.
Zur Dokumentation der Blockung im UV-Bereich ist bei den Beispielen A6 – A11 die maximale Wellenlänge, bei der die Transmission τ < 0,1 % (bei einer Probedicke von 0,2 mm) ist, angegeben („UV-Blockung").
Die chemischen Beständigkeiten wurden folgendermaßen bestimmt:

• die Hydrolytische Beständigkeit N nach DIN ISO 719. Angegeben ist jeweils das Basenäquivalent des Säureverbrauchs als μg Na₂O/g Glasgrieß. Der maximale Wert für ein chemisch hoch resistentes Glas der Hydrolytischen Klasse 1 sind 31 μg Na₂O/g. Der maximale Wert für ein Glas der Hydrolytischen Klasse 2 sind 62 μg Na₂O/g. Der maximale Wert für die Hydrolytische Klasse 3 sind 264 μg Na₂O/g.
• die Säurebeständigkeit S nach DIN 12116. Angegeben ist jeweils der Gewichtsverlust in mg/dm². Der maximale Abtrag für ein säurebeständiges Glas der Säureklasse 1 sind 0,70 mg/dm². Der maximale Abtrag für ein Glas der Säureklasse 2 sind 1,5 mg/dm². Der maximale Abtrag für die Säureklasse 3 sind 15 mg/dm².
• Die Laugenbeständigkeit L nach DIN ISO 695. Angegeben ist jeweils der Gewichtsverlust in mg/dm². Der maximale Abtrag für ein Glas der Laugenklasse 1 (schwach laugenlöslich) beträgt 75 mg/dm². Der maximale Abtrag für ein Glas der Laugenklasse 2 beträgt 175 mg/dm².

Glas A1 eignet sich insbesondere als Pharmaglas, zeigt eine bessere hydrolytische Beständigkeit als die meisten Vergleichsgläser und erfüllt bei allen chemischen Beständigkeiten die Anforderungen der jeweiligen Klasse 1. Die Einschmelztemperatur liegt bei 1530°C und ist ca. 50°C niedriger als bei den Vergleichsgläsern.
Glas A2 eignet sich insbesondere als Glas für Glasfasern in Beton. Es erfüllt bezüglich sämtlicher chemischer Beständigkeiten ebenfalls die Anforderungen der Klassen 1 und besitzt insbesondere eine hervorragende Laugenbeständigkeit. Die Einschmelztemperatur liegt bei 1580°C und entspricht der eines herkömmlichen Pharmaglases.
Glas A3 eignet sich vor allem als Wolframeinschmelzglas und besitzt bessere chemische Beständigkeiten und eine bessere Entglasungsstabilität als das Vergleichsglas V2. Die Einschmelztemperatur von A3 liegt bei 1560°C.
Glas A4 eignet sich besonders als Einschmelzglas für Molybdän und Metalle des Kovar-Bereichs und besitzt bessere chemische Beständigkeiten als das Vergleichsglas V3.
Glas A5 eignet sich besonders als Glas für Geräte und Apparaturen im Labor- und Produktionsbereich in der chemischen Industrie. Es besitzt eine hohe Temperaturwechselbeständigkeit und hat denselben niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten wie das Vergleichsglas V4.
Die hoch-TiO₂-haltigen Gläser A6 – A11 zeigen eine sehr gute UV-Blockung. Daher sind sie besonders als Lampengläser für Fluoreszenzlampen, insbesondere für miniaturisierte Fluoreszenzlampen, geeignet.

Claims

Aluminiumfreies Borosilicatglas mit guter chemischer Beständigkeit, mit einer Zusammensetzung (in Gew.-% auf Oxidbasis) von: SiO₂ 60 – 78 B₂O₃ 7 – 20 Li₂O 0 – 2 Na₂O 0 – 4 K₂O 3 – 12 MgO 0 – 2 CaO 0 – 2 mit MgO + CaO 0 – 3 BaO 0 – 3 ZnO 0 – 2 ZrO₂ 0,8 – 12 TiO₂ 0 – 10 CeO₂ 0 – 1 F^– 0 – 0,6

sowie ggf. übliche Läutermittel in üblichen Mengen
Borosilicatglas nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Zusammensetzung (in Gew.-% auf Oxidbasis) von: SiO₂ 67 – 75 B₂O₃ 9 – 18 Li₂O 0 – 1 Na₂O 0 – 3 K₂O 5 – 10 mit Li₂O + Na₂O + K₂O 5,5 – 13,5 CaO 0 – 1 BaO 0 – 1 ZnO 0 – 1 TiO₂ 0 – 1 ZrO₂ 0,8 – 10,5

CeO₂ 0 – 0,4 F^– 0 – 0,6

sowie ggf. übliche Läutermittel in üblichen Mengen
Borosilicatglas nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Zusammensetzung (in Gew.-% auf Oxidbasis) von: SiO₂ 68 – 74 B₂O₃ 9 – 13 Li₂O 0 – 1 Na₂O 0 – 3 K₂O 5 – 10 mit Li₂O + Na₂O + K₂O 5,5 – 13,5 ZrO₂ 3 – 7 CeO₂ 0 – 0,4 F^– 0 – 0,6

sowie ggf. übliche Läutermittel in üblichen Mengen
Borosilicatglas nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Zusammensetzung (in Gew.-% auf Oxidbasis) von: SiO₂ 71 – 74 B₂O₃ 9 – 12 Li₂O 0 – 1 Na₂O 0 – 3 K₂O 7 – 10 mit Li₂O + Na₂O + K₂O 7 – 13,5 ZrO₂ 4 – 7

sowie ggf. übliche Läutermittel in üblichen Mengen
Borosilicatglas nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Zusammensetzung (in Gew.-% auf Oxidbasis) von: SiO₂ 68 – 71

B₂O₃ 8 – 11 Li₂O 0 – 1 Na₂O 0 – 3 K2O 8 – 11 mit Li₂O + Na₂O + K₂O 8 – 13,5 ZrO₂ 7,5 – 10,5

sowie ggf. übliche Läutermittel in üblichen Mengen
Borosilicatglas nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Zusammensetzung (in Gew.-% auf Oxidbasis) von: SiO₂ 70 – 75 B₂O₃ 15 – 18 Li₂O 0 – 1 Na₂O 0 – 3 K₂O 5 – 8 mit Li₂O + Na₂O + K₂O 5,5 – 10,5 CaO 0 – 1 BaO 0 – 1 TiO₂ 0 – 1 ZrO₂ 0,8 – 5

sowie ggf. übliche Läutermittel in üblichen Mengen
Borosilicatglas nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Zusammensetzung (in Gew.-% auf Oxidbasis) von: SiO₂ 67 – 70 B₂O₃ 15 – 18 Li₂O 0 – 1 Na₂O 0 – 3 K₂O 7 – 10 mit Li₂O + Na₂O + K₂O 7 – 12,5 ZnO 0 – 1 ZrO₂ 2,5 – 6

sowie ggf. übliche Läutermittel in üblichen Mengen
Borosilicatglas nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Zusammensetzung (in Gew.-% auf Oxidbasis) von: SiO₂ 74 – 78 B₂O₃ 12 – 15 Li₂O 0 – 1 Na₂O 0 – 3 K₂O 3 – 8 mit Li₂O + Na₂O + K₂O 3 – 11 ZnO 0 – 1 ZrO₂ 2,5 – 7

sowie ggf. übliche Läutermittel in üblichen Mengen
Borosilicatglas nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas wenigstens 0,2 Gew.-% Li₂O enthält.
Borosilicatglas nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas wenigstens 0,3 Gew.-% Na₂O, bevorzugt wenigstens 0,5 Gew.-% Na₂O enthält.
Borosilicatglas nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass es bis auf unvermeidliche Verunreinigungen frei ist von As₂O₃ und Sb₂O₃.
Borosilicatglas nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten α(20°C;300°C) zwischen 3,0 × 10^–6/K und 6 × 10^–6/K und einer Verarbeitungstemperatur V_A zwischen 990°C und 1290°C.
Verwendung eines Glases nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12 als Pharmaprimärpackmittel.
Verwendung eines Glases nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12 zur Verarbeitung zu Glasfasern, insbesondere für die Betonverstärkung.
Verwendung eines Glases nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12 als Verschmelzglas für Wolfram.
Verwendung eines Glases nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12 als Verschmelzglas für Molybdän oder Kovar.
Verwendung eines Glases nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12 für die Herstellung von Fluoreszenzlampen, insbesondere miniaturisierten Fluoreszenzlampen.
Verwendung eines Glases nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12 als Geräteglas.