JPH11116268A - 照明用ガラス組成物 - Google Patents

照明用ガラス組成物

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JPH11116268A
JPH11116268A JP29046997A JP29046997A JPH11116268A JP H11116268 A JPH11116268 A JP H11116268A JP 29046997 A JP29046997 A JP 29046997A JP 29046997 A JP29046997 A JP 29046997A JP H11116268 A JPH11116268 A JP H11116268A
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JP
Japan
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glass
bao
sro
lead
cao
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Pending
Application number
JP29046997A
Other languages
English (en)
Inventor
Hisakazu Kamimura
久和 上村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGC Techno Glass Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Glass Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH11116268A publication Critical patent/JPH11116268A/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/04Glass compositions containing silica
    • C03C3/076Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/083Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
    • C03C3/085Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 実質的に鉛を含有せず、優れた熱加工性、電
気絶縁性を有し、さらにウェザリングが発生しにくい照
明用ガラス組成物を提供すること。 【解決手段】 質量百分率で、SiO2 60〜75%,
Al2 3 1〜5%,Na2 O 3〜11%,K2
1〜10%,Li2 O 0〜3%,Li2 O+Na2
+K2 O 5〜20%,CaO 0〜3%,MgO 0
〜2%,BaO4〜6.5%,SrO 0.5〜10
%,MgO+CaO+BaO+SrO 4.5〜16
%,B2 3 0〜3%,ZnO0.3〜5%,ZrO2
0〜5%,の組成を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、蛍光灯、白熱電球
などに使用される照明用ガラス組成物に関し、実質的に
成分として鉛を含むことなく、長期間にわたってガラス
の白曇り(ウェザリング)を生じにくい照明用ガラス組
成物に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、蛍光灯や白熱電球に導入腺を
封止するステム部には、リーク電流の発生を防止するの
に十分な電気抵抗を有し、比較的低温で軟化する熱加工
性の良さから、PbOを20〜30質量%含有する鉛系
ガラスが使用されてきた。
【0003】しかし、鉛は有害物質であり、鉛系ガラス
の溶融・加工時の鉛成分の揮発、原料からの飛散が作業
者に悪影響を及ぼし、また製造過程からの大気中への排
出や使用済み製品による拡散によって環境汚染をもたら
すことが懸念されるため、近年、ガラス製品分野におい
ても鉛を含有しない代替ガラス組成の開発が進められて
いる。
【0004】鉛を含有しない照明用ガラスとして、たと
えば、特開平6−206737号公報、特開平9−12
332号公報に記載されたものなどがある。特開平6−
206737号公報に記載のガラスは、BaO含有量を
7〜11重量%とし、鉛ガラスと同等の電気絶縁性を持
たせたバリウムシリケートガラスであり、特開平9−1
2332号公報に記載のガラスは、バリウムシリケート
ガラスのBaO含有量を抑えて失透性を改善し、ダンナ
ー法による管成形を容易としたものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記特開平6−206
737号公報開示のようなバリウムシリケートガラス
は、特開平9−12332号公報においても指摘されて
いるように、ダンナー法によって管成形を行った場合に
失透物を生じやすい問題がある。また、BaOを高率に
含むガラスは、溶融時、炉材の浸食が激しく、溶融炉の
短命化、浸食された耐火物に起因するブツ不良の発生も
問題となる。
【0006】一方、BaOによる炉材の浸食を抑制する
ため、上記特開平9−12332号公報開示のガラスの
ように、BaOに代えてBaOと同程度の電気的特性を
有するSrOを増量する手段も考えられるが、SrO含
有量を増やしていくと失透傾向が強まるとともに原料コ
ストの上昇をまねく。
【0007】さらに、これらのガラスにおいては、大気
中の水分などの影響によるガラス表面の劣化、特に従来
使用されていた鉛含有ガラスに比べてウェザリングと呼
ばれる白曇りが発生しやすいことが分かってきた。ウェ
ザリングは、半製品保管中あるいは製品使用中にガラス
表面に白濁状の変化となって現れるため、照明用のガラ
スとしては極めて好ましくない。
【0008】本発明は、このような事情を考慮して成さ
れたものであり、実質的に鉛を含有せず、照明用ガラス
に求められる優れた熱加工性、電気絶縁性を保ちなが
ら、失透も生成しにくく、さらにウェザリングによる表
面劣化の少ない照明用ガラス組成物を提供することを目
的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、質量百分率で、SiO2 60〜75%,A
2 3 1〜5%,Na2 O 3〜11%,K2 O 1
〜10%,Li2 O0〜3%,Li2 O+Na2 O+K
2 O 5〜20%,CaO 0〜3%,MgO 0〜2
%,BaO 4〜6.5%,SrO 0.5〜10%,
MgO+CaO+BaO+SrO 4.5〜16%,B
2 3 0〜3%,ZnO0.3〜5%,ZrO2 0〜5
%の組成を有することを特徴としたものである。
【0010】次に本発明のガラスを構成する成分の作用
と、その含有量を上記のように限定した理由を説明す
る。
【0011】SiO2 はガラスの網目形成成分である
が、60%未満ではガラスの化学的耐久性が低くなり、
75%を越えるとガラスの溶融性、加工性が悪化する。
【0012】Al2 3 はガラスの化学的耐久性を改善
する作用があるが、1%未満ではガラスに分相が生じて
成形が困難となり、5%を越えると脈理が発生して均質
なガラスが得られなくなり、また失透性が強くなる。
【0013】Li2 O,Na2 O,K2 Oは融剤として
作用しガラスの溶融性を改善する。同時にガラスの熱膨
脹係数を調整する効果も有するが、これらの合量が5%
未満では粘度が高くなり溶融性が悪化するとともに熱膨
脹係数が低くなりすぎる。また、合量で20%を越える
と化学的耐久性が低下し、熱膨脹係数が高くなり過ぎる
ので好ましくない。また、これらアルカリ金属酸化物は
共存させることにより混合アルカリ効果を生じ、電気絶
縁性を高めるので、単独ではなく混合添加することが好
ましい。また、Na2 O、K2 Oは、それぞれ上記下限
値未満ではガラスの熱膨脹係数を調整する効果が得られ
ず、上記上限値を越えると熱膨脹係数が高くなり過ぎ
る。Li2 Oが3%を越えた場合も熱膨脹係数が高くな
り過ぎるので好ましくない。
【0014】BaOはガラスに高い電気絶縁性を付与す
る成分であるが、4%未満では所望の電気絶縁性が得ら
れず、6.5%を越えると溶融炉材の浸食が顕著とな
り、製品中のブツ不良が増加する。
【0015】SrOはBaOと同様にガラスの電気絶縁
性に寄与するが、0.5%未満では所望の電気絶縁性が
得られず、10%を越えると失透傾向が強まるとともに
原料コストが上昇する。好ましくは上限を8%までとす
る。
【0016】MgOおよびCaOはそれぞれ上記上限値
までの添加でガラスの化学的耐久性を向上させる効果が
あるが、各上限値を越えて加えるとガラスが失透しやす
くなるので好ましくない。
【0017】MgO,CaO,BaO,SrOは全体と
してガラスの電気絶縁性を高める作用を有するが、これ
らの合量が4.5%未満ではその効果が照明用ガラスと
して不十分であり、16%を越えるとガラスの結晶化傾
向が増大する。
【0018】B2 3 は少量で溶融性を向上させる効果
をもっているが、3%を越えて添加するとガラスの化学
的耐久性が悪化し、長期間使用時に表面にウェザリング
を生じる。
【0019】ZnOはB2 3 やアルカリ成分の溶融時
の揮発を抑える効果があるが、0.3%未満ではその効
果が得られず、5%を越えると失透性が強くなる。また
ZrO2 はガラスの化学的耐久性を向上させる効果があ
るが、5%を越えると溶融性が悪くなる。ZrO2 は少
量で効果を発揮するものの一方でガラスの外観欠点を生
ずる原因にもなりやすいため、好ましくは0.01〜3
%の範囲とする。
【0020】ZnO,ZrO2 はいずれもガラスの表面
劣化に対して耐性を与える成分であるので共に添加する
ことが好ましいが、これらの合量が0.3%未満ではそ
の効果が期待できず、7%を越えると溶融性に不具合を
生ずる。好ましくは0.5%以上5%以下の範囲であ
る。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。本発明のガラスは、次のようにして作製す
ることができる。まず上記組成範囲、たとえば、SiO
2 69.5%,Al2 3 3.0%,Na2 O 8.0
%,K2 O 5.5%,Li2 1.0%,CaO 2.
0%,MgO 1.0%,BaO 5.0%,SrO
2.2%,B2 3 2.0%,ZnO 0.5%,Zr
2 0.5%となるように原料を秤量・混合する。この
原料混合物を白金るつぼに収容し、電気炉内において加
熱溶融する。撹拌、清澄の後、所望の形態に成形する。
なお、照明用ステムや排気管等を作製するために管状に
量産成形する場合には、タンク炉にて溶融し、ダンナー
法等の既知の管引成形法によって問題なく成形を行うこ
とができる。
【0022】
【実施例】さらに、実施例により本発明の照明用ガラス
組成物について詳細に説明する。表1に本発明の実施例
および従来例を示す。表中の組成は質量%で表し、それ
ぞれ上記実施の形態と同様に白金るつぼで溶融して型内
に鋳込み、表1記載の諸特性測定用のサンプルとした。
なお、表中に記載したように所望の特性を損なわない範
囲で、少量の清澄剤等の補助成分を添加することは差支
えない。
【0023】表中の項目について説明すると、平均熱膨
脹係数は0〜300℃における平均熱膨脹係数を×10
-7-1で示し、、電気抵抗は100℃における測定値を
logρ(Ω−cm)で示す。また、Tgは転移温度
で、ガラスの粘度η=1013.3dPa・sとなる温度、
Tsは軟化温度で、ガラスの粘度η=107.65dPa・
sとなる温度である。
【0024】耐ウェザリング性は、各サンプルガラスを
板状にカットし、板面を研磨加工して温度60℃、湿度
95%に保たれた恒温恒湿槽に収容し、1000時間保
持し、表面状態の劣化度合いを目視で評価した結果を示
す。表中、「◎」は初期状態とほとんど変化のないも
の、「○」は軽度の劣化(白曇り)が見られたもの、
「△」は中度の劣化で白曇り部分が点在していたもの、
「×」はガラス表面が白い膜を張ったように劣化が広い
面積にわたっていたものを表わす。
【0025】
【表1】
【表1】
【0026】表1から明らかなように、本発明の実施例
であるNo.1〜10のガラスは、平均熱膨脹係数が一般
的に電球や蛍光灯に用いられているソーダライムガラス
とほぼ一致する値であり、これらのガラス部品と良好に
溶着することができ、電気抵抗も十分高い値となってい
る。また、軟化温度が低く熱加工性に優れる。また、溶
融、鋳込み等の工程を通して本発明の実施例ガラスに失
透の発生は認められなかった。
【0027】ウェザリングに関しては、本発明の実施例
においても発生が皆無とは言えないものの、発生したと
してもその程度が軽度であった。これに対し、ZnO,
ZrO2 を含有しない従来例No.11,12のガラスは、
平均熱膨脹係数、電気抵抗、Tg,Tsは本発明の実施
例と変わらない値を示したが、ウェザリングがひどく、
全面が白曇った状態となっていた。
【0028】また、耐ウェザリング性試験の前に波長4
00nmにおける分光透過率を測定しておき、温度60
℃、湿度95%に保たれた恒温恒湿槽に収容して500
時間経過時に再度波長400nmにおける分光透過率を
測定してその低下率を比較してみると、本発明の実施例
ガラスでは15%程度の低下であったのに対し、従来例
では35〜40%も低下していた。
【0029】
【発明の効果】以上のように本発明のガラスは、実質的
に鉛を含有していないにもかかわらず、従来照明用に用
いられていた鉛系ガラスと同等の優れた電気絶縁性、熱
加工性を有し、鉛による環境問題の発生もない。また、
ソーダライムガラスとの溶着性に優れるので、照明用ガ
ラスとして好適する。しかもウェザリングが発生しにく
いので、長期にわたる保管や使用にも変わらない品質を
提供できる利点がある。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 質量百分率で、SiO2 60〜75%,
    Al2 3 1〜5%,Na2 O 3〜11%,K2
    1〜10%,Li2 O 0〜3%,Li2 O+Na2
    +K2 O 5〜20%,CaO 0〜3%,MgO 0
    〜2%,BaO 4〜6.5%,SrO 0.5〜10
    %,MgO+CaO+BaO+SrO4.5〜16%,
    2 3 0〜3%,ZnO0.3〜5%,ZrO2 0〜
    5%の組成を有することを特徴とする照明用ガラス組成
    物。
  2. 【請求項2】 質量百分率で、ZrO2 0.01〜3%
    であることを特徴とする請求項1記載の照明用ガラス組
    成物。
JP29046997A 1997-10-06 1997-10-06 照明用ガラス組成物 Pending JPH11116268A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003040644A (ja) * 2001-07-26 2003-02-13 Asahi Techno Glass Corp 照明用ガラス組成物
JP2009067676A (ja) * 2008-12-18 2009-04-02 Nippon Electric Glass Co Ltd 照明用ガラス

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003040644A (ja) * 2001-07-26 2003-02-13 Asahi Techno Glass Corp 照明用ガラス組成物
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