PL196999B1 - Szkło o wysokiej odporności termicznej zawierające glinokrzemiany ziem alkalicznych i jego zastosowanie - Google Patents
Szkło o wysokiej odporności termicznej zawierające glinokrzemiany ziem alkalicznych i jego zastosowanieInfo
- Publication number
- PL196999B1 PL196999B1 PL358146A PL35814601A PL196999B1 PL 196999 B1 PL196999 B1 PL 196999B1 PL 358146 A PL358146 A PL 358146A PL 35814601 A PL35814601 A PL 35814601A PL 196999 B1 PL196999 B1 PL 196999B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- glass
- lamps
- production
- halogen
- composition
- Prior art date
Links
- 229910052910 alkali metal silicate Inorganic materials 0.000 title 1
- 239000005368 silicate glass Substances 0.000 title 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 83
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 35
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims abstract description 28
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 28
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 23
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims abstract description 12
- -1 tungsten halogen Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 150000001340 alkali metals Chemical group 0.000 claims abstract description 5
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 8
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 7
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims description 7
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 38
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 7
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 7
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 7
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 6
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Na2O Inorganic materials [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AYJRCSIUFZENHW-DEQYMQKBSA-L barium(2+);oxomethanediolate Chemical compound [Ba+2].[O-][14C]([O-])=O AYJRCSIUFZENHW-DEQYMQKBSA-L 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000005816 glass manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000156 glass melt Substances 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- BDAGIHXWWSANSR-NJFSPNSNSA-N hydroxyformaldehyde Chemical compound O[14CH]=O BDAGIHXWWSANSR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 229910000018 strontium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009849 vacuum degassing Methods 0.000 description 1
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL 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
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/083—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
- C03C3/085—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal
- C03C3/087—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal containing calcium oxide, e.g. common sheet or container glass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL 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
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
- C03C3/091—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL 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
- C03C4/00—Compositions for glass with special properties
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/02—Details
- H01J61/30—Vessels; Containers
- H01J61/302—Vessels; Containers characterised by the material of the vessel
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01K—ELECTRIC INCANDESCENT LAMPS
- H01K1/00—Details
- H01K1/28—Envelopes; Vessels
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
Abstract
1. Szk lo o wysokiej odporno sci termicznej zawieraj ace glinokrzemiany ziem alkalicznych, sto- sowane do produkcji zarówek takich jak lampy z wolframowym, halogenowym zarzeniem, znamienne tym, ze zawiera kompozycj e o sk ladzie w % wagowych: SiO 2 55,0 - 62,0 Al 2 O 3 14,5 - 18,5 B 2 O 3 0 - 4,0 BaO 7,5 - 17,0 CaO 6,5 - 13,5 MgO 0 - 5,5 SrO 0 - 2,0 ZrO 2 0 - 1,5 TiO 2 0 - 1,0 ZnO 0 - 0,5 CeO 2 0 - 0,3 R 2 O < 0,03 H 2 O 0,03 - 0,042, przy czym R oznacza metal alkaliczny. 2. Zastosowanie szk la o sk ladzie opisanym w zastrz. 1 do produkcji baniek i/lub rur lamp ta- kich jak lampy z wolframowym, halogenowym zarzeniem o temperaturze wewn atrz ba nki i/lub rury powy zej 550 do 700°C. PL PL PL PL
Description
RZECZPOSPOLITA POLSKA | (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (21) Numer zgłoszenia: 358146 | (11) 196999 (13) B1 |
(22) Data zgłoszenia: 04.05.2001 | (51) Int.Cl. C03C 3/091 (2006.01) | |
(86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego: | C03C 3/087 (2006.01) | |
04.05.2001, PCT/DE01/01725 | C03C 4/00 (2006.01) | |
Urząd Patentowy | (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego: | |
Rzeczypospolitej Polskiej | 15.11.2001, WO01/85632 PCT Gazette nr 46/01 |
Szkło o wysokiej odporności termicznej zawierające glinokrzemiany ziem alkalicznych i jego zastosowanie
(30) Pierwszeństwo: 05.05.2000,DE,10022769.4 | (73) Uprawniony z patentu: TELUX-SPECIALGLAS GmbH, Weisswasser,DE |
(43) Zgłoszenie ogłoszono: | (72) Twórca(y) wynalazku: |
09.08.2004 BUP 16/04 | Hannelore Bergmann,Weisswasser,DE Hans-Jurgen Bergmann,Weisswasser,DE |
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: | |
29.02.2008 WUP 02/08 | (74) Pełnomocnik: Heliodor Stypułkowski, HELPAT |
(57) 1. Szkło o wysokiej odporności termicznej zawierające glinokrzemiany ziem alkalicznych, stosowane do produkcji żarówek takich jak lampy z wolframowym, halogenowym żarzeniem, znamienne tym, że zawiera kompozycję o składzie w % wagowych:
SiO2 55,0 - 62,0
Al2O3 14,5 - 18,5 B2O3 0 - 4,0
BaO 7,5 - 17,0
CaO 6,5 - 13,5
MgO 0 - 5,5
SrO 0 - 2,0
ZrO2 0 - 1,5
TiO2 0 - 1,0
ZnO 0 - 0,5
CeO2 0 - 0,3 R2O < 0,03
H2O 0,03 - 0,042, przy czym R oznacza metal alkaliczny.
2. Zastosowanie szkła o składzie opisanym w zastrz. 1 do produkcji baniek i/lub rur lamp takich jak lampy z wolframowym, halogenowym żarzeniem o temperaturze wewnątrz bańki i/lub rury powyżej 550 do 700°C.
PL 196 999 B1
Opis wynalazku
Wynalazek dotyczy szkła o wysokiej odporności termicznej, zawierającego glinokrzemiany ziem alkalicznych, które dodaje się do szkła molibdenowego przy produkcji baniek żarówek, a w szczególności lamp halogenowych świecących w temperaturze około 550 do 700°C.
Jest znane, że stabilność regeneracyjnego cyklu halogenowego w halogenowych lampach warunkuje długość ich świecenia. Decydującym czynnikiem jest utrzymanie równowagi pomiędzy powstawaniem i dekompozycją halogenków wolframu. Rozrywanie cyklu halogenkowego może być spowodowane przez śladowe zanieczyszczenia szkła jak również materiału włókna lampy lub przewodów zasilających. Te zanieczyszczenia mogą osłabiać cykle halogenowe i powodować podwyższenie temperatury świecenia oraz zwiększać energię promieniowania włókna wolframowego, które powoduje powstawanie czarnych plam na wewnętrznej powierzchni bańki lampy. W rezultacie następuje osłabienie skuteczności świetlnej i powstawanie półprzezroczystych baniek. Jest powszechnie znane, że w szczególnoś ci jony alkaliczne powodują rozrywanie cyklu halogenowego. Z tych powodów wytwarzane w skali przemysłowej szkło do produkcji lamp halogenowych praktycznie nie zawiera wolnych alkalii, których zawartość w przeliczeniu na tlenki metali alkalicznych wynosi: R2O < 0,03% wag., i mimo tego jest ona niewystarczają ca do skompensowania negatywnych efektów. Dodatkowo do negatywnego działania jonów alkalicznych, zawartość innych komponentów takich jak H2, OH-, CO, CO2 powoduje niekorzystne działanie i rozrywanie cyklicznego, halogenowego procesu. W EP 0913265 i DE 197 47 354 podano, ż e maksymalna zawartość wody w szkle winna wynosi ć < 0,02% wag. celem niedopuszczenia do czernienia lamp.
W EP 0913366 i DE 197 58 481 również podano, ż e zawartość wody w szkle winna wynosić < 0,02% wag., ponieważ woda lub jony wodorowe również powodują rozrywanie halogenowego, cyklicznego procesu. W WO 99/14794 podano, że zawartość wody w szkle również nie powinna być wyższa od < 0,02% wag.
W opisie patentowym US 4 163 171 opisano kompozycję szkł a, która jest typowa do produkcji lamp halogenowych (SiO2 50%, P2O5 4,8%, Al2O3 19,2%) w której zawartość CO i alkalii wynosi praktycznie zero, a zawartość wody jest ograniczona poniżej 0,03%. Szkła tego typu jednak w praktyce nie stosuje się do produkcji lamp halogenowych.
Do produkcji lamp halogenowych stosuje się szereg twardych szkieł, na przykład szkła 180 wyprodukowane przez General Electic; 1720, 1724 i 1725 wyprodukowane przez Corning, jak również 8252 i 8253 wyprodukowane przez Schott w których zawartość wody wynosi poniżej 0,025% wag. Skład tych szkieł jest przedstawiony w tabeli 1.
T a b e l a 1
Tlenki | Zawartość % wagowy |
SiO2 | 56.4 - 63.4 |
AI2O3 | 14.6 - 16.7 |
B2O3 | 0 - 5.0 |
BaO | 7.5 - 17.0 |
CaO | 6.7 - 12.7 |
MgO | 0 - 8.2 |
SrO | 0 - 0.3 |
ZrO2 | 0 - 1.1 |
TiO2 | 0 - 0.2 |
Na2O | 0.02 - 0.05 |
K2O | 0.01 - 0.02 |
Fe2O3 | 0.03 - 0.05 |
Opisany w opisach patentowych typowy skład kompozycji szkła stosowanego do produkcji lamp halogenowych jest przedstawiony w tabeli 2.
PL 196 999 B1
T a b e l a 2
Tlenki | Zawartość % wag. |
SiO2 | 52 - 71 |
AI2O3 | 13 - 25 |
B2O3 | 0 - 6.5 |
BaO | 0 - 17 |
CaO | 3.5 - 21 |
MgO | 0 - 8.3 |
SrO | 0 - 10 |
ZrO2 | 0 - 5.5 |
R2O | 0 - 0.08 (1.2) |
TiO2 | 0 - 1 |
Woda | < 0.025 |
gdzie R oznacza metal alkaliczny
Obserwując te zawartości, a w szczególności niską zawartość wody, stawia się wysokie wymagania jakościowe aparaturze i stosowanym do produkcji szkła surowcom, takie jak na przykład:
- wysuszone surowce i wysuszone odpadkowe szkł o,
- surowce niezawierają ce wody,
- zwiększone techniczne i finansowe nakłady na aparaturę, proces technologiczny i urządzenia do topienia szkła w temperaturze powyżej 1600°C przy niskim cząsteczkowym ciśnieniu par wody nad stopionym szkłem.
Wymagania jakościowe szkła do produkcji lamp halogenowych są bardzo wysokie zarówno obecnie jak i będą wysokie w przyszłości.
Celem wynalazku jest wytworzenie szkła w sposób bardziej ekonomiczny i prostszy technicznie, które można stosować do produkcji lamp, a w szczególności lamp halogenowych.
Nieoczekiwanie i wbrew znanej wiedzy stwierdzono, że szkło według wynalazku zawierające glinokrzemiany ziem alkalicznych o zawartości wody od 0,03 do 0,042% wag. spełnia warunki stawiane szkłom stosowanym do produkcji lamp halogenowych i nie ma wad powodowanych przez te zanieczyszczenia mając na uwadze halogenowy, cykliczny proces zachodzący w świetlówce w temperaturze pomiędzy 550 i 700°C.
Szkło według wynalazku o wysokiej odporności termicznej zawierające glinokrzemiany ziem alkalicznych, stosowane do produkcji żarówek takich jak lampy z wolframowym, halogenowym żarzeniem, charakteryzuje się tym, że zawiera kompozycję o składzie w % wagowych:
SiO2 55,0 - 62,0
Al2O3 14,5 - 18,5
B2O3 0 - 4,0
BaO 7,5 - 17,0
CaO 6,5 - 13,5
MgO 0 - 5,5
SrO 0 - 2,0
ZrO2 0 - 1,5
TiO2 0 - 1,0
ZnO 0 - 0,5
CeO2 0 - 0,3
R2O < 0,03
H2O 0,03 - 0,042, przy czym R oznacza metal alkaliczny.
Przedmiotem wynalazku jest również zastosowanie szkła o składzie opisanym powyżej do produkcji baniek i/lub rur lamp takich jak lampy z wolframowym, halogenowym żarzeniem o temperaturze wewnątrz bańki i/lub powyżej 550 do 700°C.
W szkłach według wynalazku zawartość wody jest w zakresie od 0,03 do 0,042% wag., i mimo tego nie obserwuje się oddziaływania wody jako zanieczyszczenia powodującego zakłócenia równo4
PL 196 999 B1 wagi pomiędzy powstawaniem i dekompozycją halogenków wolframu. Czernienie wewnętrznej powierzchni baniek lamp nie występuje lub jest ono nie większe niż w lampach wyprodukowanych ze szkła o znacznie mniejszej zawartości wody.
Wynalazek obejmuje wszystkie szkła zawierające glinokrzemiany ziem alkalicznych stosowane do produkcji baniek, które spełniają wymagania lamp zawierających halogenki wolframu w których:
- stosuje się molibden jako materiał zasilający w kształcie przelotowej tulejki, a bańka wytrzymuje występujące ciśnieniowe naprężenia powstałe w szkle pod wpływem termicznego współczynnika rozszerzalnoś ci;
- szkło ma wysoką temperaturę punktu mięknięcia, która określa maksymalną temperaturę w lampie:
a20-400°c 4,4 - 4,8* 10-6 K-1
Tstr 665 - 730°C Tmięknienia 925 - 1020°C
Szkła według wynalazku mogą być stosowane w halogenowych lampach, w których temperatura wewnątrz szklanej bańki wynosi od 550 do 700°C. Szkło według wynalazku nie wykazuje wad podczas świecenia, spowodowanych przez zanieczyszczenia takie jak na przykład woda, ma porównywalną jakość ze szkłami niezawierającymi wody, a jego produkcja jest znacznie tańsza i prostsza.
Przeprowadzone badania na zawartość wody w szkle zawierającym glinokrzemiany ziem alkalicznych wykazały nieoczekiwane następujące rezultaty:
- obniżenie temperatury ciek łej kompozycji średnio10 do 15 K w porównaniu do temperatury procesu formowania rur;
- obniżenie lepkości w przedziale 1013,0 do 1014,5, średnio 6 do 14 K w temperaturze prowadzenia procesu.
Opierając się na tych wynikach, podczas wytwarzania w skali przemysłowej lamp halogenowych ze szkła według wynalazku uzyskuje się znaczące ekonomiczne korzyści z uwagi na:
- energooszczędny proces topienia szkła do produkcji halogenowych lamp taki jak oxy-fuelmelter w którym uzyskuje się znaczące oszczędności energii;
- oszczędność zużycia energii spowodowana obniżeniem temperatury topnienia szkła przy jednoczesnym obniżeniu zużycia materiałów ogniotrwałych, z których wykonana jest wanna do topienia szkła;
- zwię kszenie wydajnoś ci produkcji szklanych tub, dzię ki całkowitemu zapobież eniu krystalizacji szkła podczas procesu formowania tub, który to proces przeprowadza się w temperaturze wyższej od temperatury topnienia szkła;
- moż liwość stosowania do produkcji szkł a surowców zawierają cych wodę ;
- zwię kszenie wydajnoś ci procesu wytwarzania lamp w wyniku stromej zależ noś ci temperatura lepkość stopionego szkł a.
Wynalazek zostanie dokładniej objaśniony w następujących przykładach jego wykonania.
P r z y k ł a d
Szkło według wynalazku w ilości 3500 kg stopiono wannie szklarskiej i następnie formowano z niego tuby do świetlówek. Wanna szklarska była ogrzewana mieszaniną gaz - tlen i gaz - powietrze tak, że można było utrzymać odpowiednią zawartość wody cząstkowej w szkle poprzez zmianę cząstkowego ciśnienia w atmosferze spalania.
Do produkcji szkła użyto: sproszkowany kwarc, tlenek glinu, wodorotlenek glinu, kwas borny, węglan wapnia, węglan baru węglan strontu, tlenek magnezu, krzemian cyrkonu, tlenek tytanu, tlenek cynku i tlenek ceru. Surowce nie zawierały alkalii i miały czystość techniczną. Zawierające wodę surowce takie jak wodorotlenek glinu, wprowadzono celem umożliwienia kontroli zawartości wody we szkle. Surowce i szkło odpadowe suszono lub dodawano do wanny w stanie wilgotnym.
Wanna szklarska została wyposażona w urządzenia pomocnicze do doprowadzenia pary wodnej bezpośrednio do spalanego gazu dla dodatkowego umożliwienia zmiany zawartości wody w szkle.
W ten sposób możliwe było dokonywanie zmian:
- składu kompozycji szkła
- zawartości wody w szkle
- warunków topienia szkła, takich jak temperatura i czas topienia według wynalazku. Szkło stopiono w temperaturze 1600 i 1660°C, oczyszczono i homogenizowano. Wytwarzane ze szkła tuby nie zawierały skaz w szkle i odpowiadały wielkości produkowanych lamp. Wyprodukowane halogenowe świetlówki poddano badaniom na długość świecenia. Stosowano wyżarzany materiał do produkcji elektrod celem eliminacji jego oddziaływania na halogenowy, cykliczny proces.
PL 196 999 B1
Kompozycje szkła i własności stopionego szkła (A) otrzymanego w przykładzie wykonania według wynalazku porównano ze znanym szkłem mającym obniżoną zawartość wody (V). Wyniki zestawiono w tabeli 3. T a b e l a 3
Własności szkła według wynalazku (A) i znanego szkła z obniżoną zawartością wody (V)
Tlenki | A1 | V1 | A2 | V2 | A3 | V3 | A4 | V4 | A5 | V5 | |
SiO2 | % wag. | 59.4 | 59.4 | 55.5 | 55.5 | 60.8 | 60.8 | 60.4 | 60.4 | 61.9 | 61.9 |
A12O3 | 16.0 | 16.0 | 17.6 | 17.6 | 16.2 | 16.2 | 16.4 | 16.4 | 14.2 | 14.2 | |
B2O3 | 1.7 | 1.7 | 4.0 | 4.0 | 0.5 | 0.5 | 1.9 | 1.9 | - | - | |
BaO | 11.1 | 11.1 | 8.7 | 8.7 | 8.2 | 8.2 | 6.9 | 6.9 | 16.6 | 16.6 | |
CaO | 9.5 | 9.5 | 7.8 | 7.8 | 12.5 | 12.5 | 11.3 | 11.3 | 6.7 | 6.7 | |
MgO | 1.0 | 1.0 | 5.5 | 5.5 | - | - | 1.0 | 1.0 | - | - | |
SrO | - | - | 0.3 | 0.3 | - | - | 1.2 | 1.2 | 0.2 | 0.2 | |
ZrO2 | 1.0 | 1.0 | 0.2 | 0.2 | 1.5 | 1.5 | 0.2 | 0.2 | - | - | |
TiO2 | 0.2 | 0.2 | 0.1 | 0.1 | - | - | 0.3 | 0.3 | 0.2 | 0.2 | |
ZnO | - | - | 0.2 | 0.2 | - | - | 0.3 | 0.3 | - | - | |
CeO2 | - | - | - | - | 0.2 | 0.2 | - | - | 0.1 | 0.1 | |
R2O | 0.026 | 0.026 | 0.028 | 0.028 | 0.028 | 0.028 | 0.026 | 0.026 | 0.029 | 0.029 | |
Woda | 0.039 | 0.021 | 0.041 | 0.021 | 0.040 | 0.020 | 0.033 | 0.018 | 0.039 | 0.019 | |
α20-400 | 10'6K'1 | 4.50 | 4.51 | 4.44 | 4.45 | 4.55 | 4.55 | 4.43 | 4.45 | 4.61 | 4.60 |
T*str. | °C | 700 | 710 | 675 | 683 | 715 | 725 | 707 | 712 | 723 | 735 |
T odpr. | °C | 760 | 770 | 723 | 730 | 766 | 780 | 759 | 765 | 775 | 786 |
T miękn. | °C | 987 | 990 | 929 | 930 | 996 | 998 | 982 | 984 | 1017 | 1018 |
T pracy | °C | 1294 | 1295 | 1198 | 1197 | 1309 | 1310 | 1291 | 1290 | 1366 | 1367 |
T cieczy | °C | 1181 | 1195 | 1138 | 1150 | 1225 | 1240 | 1215 | 1230 | 1190 | 1200 |
KWG max. | μιτι/iriin | 8 | 12 | 18 | 25 | 14 | 16 | 12 | 13 | 5 | 8 |
T*str - temperatura zanikania naprężeń
Jak pokazano w tabeli 3, różne kompozycje szkła mają własności mięknienia odpowiednio do maksymalnej, dopuszczalnej temperatury wewnątrz lampy. Z tych powodów wysokowydajne lampy produkowano ze szkła mającego wysoką temperaturę mięknienia, a zwykłe lampy ze szkła o niskiej temperaturze mięknienia. Wyniki badań czasu świecenia lamp oceniono biorąc po uwagę ich zaciemnienie (powstawanie plam na wewnętrznej powierzchni lampy) i obniżenie strumienia światła. Żywotność lamp wynosiła od 135 do 720 godzin, zależnie od rodzaju lampy. Wyniki zestawiono w tabeli 4.
T a b e l a 4
Wyniki badań czasu świecenia halogenowych lamp Spadek strumienia światła/średnia 20 lamp w %
Szkła | A1 | V1 | A2 | V2 | A3 | V3 | A4 | V4 | A5 | V5 |
% | 2.4 | 1.9 | 4.7 | 4.5 | 2.0 | 2.1 | 3.7 | 4.1 | 6.4 | 5.9 |
zaczernienie/ilość z 20 lamp | ||||||||||
Z | 0 | 0 | 3 | 2 | 0 | 0 | 1 | 2 | 3 średnio | 3 średnio |
zaczernieniem | małe | małe | małe | małe | 2 małe | 1 małe | ||||
Bez zaczernienia | 20 | 20 | 17 | 18 | 20 | 20 | 19 | 18 | 15 | 16 |
Celem powtórnego sprawdzenia lamp halogenowych wykonano dodatkowe badania to jest:
- wysokopróż niowe odgazowanie w temperaturze od 900 i 1600°C dla oznaczenia zawartoś ci gazu w szkle; i
PL 196 999 B1
- oznaczenie uwalniania wody w szkle pod próżnią, przy niskiej temperaturze zanikania naprężeń Tstr, w porównaniu do całkowitej zawartości wody (badanie spektroskopowe w podczerwieni).
Wyniki zestawiono w tabeli 5
T a b e l a 5
Uwalnianie gazu ze szkła w wysokiej próżni i w temperaturze 900 i 1600°C/10-4Pa Vi - szkła = 1 w porównaniu do Ai | ||||||||||
Szkła | A1 | V1 | A2 | V2 | A3 | V3 | A4 | V4 | A5 | V5 |
Całkowity uwolniony gaz % | 0.969 | 1 | 1.043 | 1 | 1.007 | 1 | 0.932 | 1 | 0.919 | 1 |
Uwolniona woda ze szkła w Tstr (120 godz. 1x10-1 hPa - mbar) | ||||||||||
A1 | V1 | A2 | V2 | A3 | V3 | A4 | V4 | A5 | V5 | |
Całkowita zawartość w ppm. | 392 | 211 | 410 | 208 | 401 | 203 | 332 | 180 | 394 | 193 |
Uwalnianie w ppm. | 3 | 3 | 5 | 4 | 7 | 5 | 3 | 4 | 7 | 5 |
% | 0.9 | 1.4 | 1.3 | 1.9 | 1.9 | 2.5 | 1.0 | 2.2 | 1.8 | 2.6 |
Wyniki pokazują, że podczas całkowitego usuwania gazu pod próżnią, jak również usuwania wody w temperaturze Tstr. nie otrzymano znaczących różnic w szkłach z niską lub wysoką zawartością wody. Wyniki te współbrzmią z rezultatami badań żywotności lamp halogenowych. Uwalnianie wody ze szkieł mających dużą zawartość wody (0,03 do 0,042% wag.) jest nie większe niż w szkłach mających znacznie mniejszą ilość wody. Takie same wyniki otrzymano przy uwalnianiu całkowitego gazu ze szkieł. Wyniki badań długości świecenia lamp halogenowych pokazują, że nie ma wyraźnej różnicy pomiędzy stosowaniem szkieł z większą lub z mniejszą zawartością wody w odniesieniu do żywotności lamp (uszkodzenia, spadek luminescencji strumienia świetlnego, zaczernienie). Dzięki zastosowaniu szkieł z wyższą zawartością wody do produkcji halogenowych lamp, uzyskano opisane powyżej korzyści ekonomiczne mając na względzie produkcje, szkła, szklanych tub i halogenowych lamp, które można całkowicie utylizować. Dotyczy to szkieł o różnym składzie skomponowanym zależnie od wymagań.
Claims (2)
- Zastrzeżenia patentowe1. Szkło o wysokiej odporności termicznej zawierające glinokrzemiany ziem alkalicznych, stosowane do produkcji żarówek takich jak lampy z wolframowym, halogenowym żarzeniem, znamienne tym, że zawiera kompozycję o składzie w % wagowych:SiO2 55,0 - 62,0Al2O3 14,5 - 18,5B2O3 0 - 4,0BaO 7,5 - 17,0CaO 6,5 - 13,5MgO 0 - 5,5SrO 0 - 2,0ZrO2 0 - 1,5TiO2 0 - 1,0ZnO 0 - 0,5CeO2 0 - 0,3R2O < 0,03H2O 0,03 - 0,042, przy czym R oznacza metal alkaliczny.
- 2. Zastosowanie szkła o składzie opisanym w zastrz. 1 do produkcji baniek i/lub rur lamp takich jak lampy z wolframowym, halogenowym żarzeniem o temperaturze wewnątrz bańki i/lub rury powyżej 550 do 700°C.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10022769A DE10022769A1 (de) | 2000-05-05 | 2000-05-05 | Thermisch hoch belastbare Alumoerdalkalisilikatgläser für Lampenkolben und Verwendung |
PCT/DE2001/001725 WO2001085632A1 (de) | 2000-05-05 | 2001-05-04 | Thermisch hoch belastbare alumoerdalkalisilikatgläser für lampenkolben und verwendung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
PL358146A1 PL358146A1 (pl) | 2004-08-09 |
PL196999B1 true PL196999B1 (pl) | 2008-02-29 |
Family
ID=7641448
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PL358146A PL196999B1 (pl) | 2000-05-05 | 2001-05-04 | Szkło o wysokiej odporności termicznej zawierające glinokrzemiany ziem alkalicznych i jego zastosowanie |
Country Status (15)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20040070327A1 (pl) |
EP (1) | EP1284937B2 (pl) |
JP (1) | JP2003532606A (pl) |
KR (1) | KR100729419B1 (pl) |
CN (1) | CN1224584C (pl) |
AT (1) | ATE269277T1 (pl) |
AU (1) | AU6576701A (pl) |
CZ (1) | CZ302604B6 (pl) |
DE (2) | DE10022769A1 (pl) |
ES (1) | ES2220779T3 (pl) |
HU (1) | HU224663B1 (pl) |
PL (1) | PL196999B1 (pl) |
RU (1) | RU2275340C2 (pl) |
TR (1) | TR200402129T4 (pl) |
WO (1) | WO2001085632A1 (pl) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10204149C1 (de) | 2002-02-01 | 2003-07-10 | Schott Glas | Erdalkalialuminosilicatglas für Lampenkolben sowie Verwendung |
DE10204150A1 (de) * | 2002-02-01 | 2003-08-14 | Schott Glas | Erdalkalialuminosilicatglas und Verwendung |
DE10306427B4 (de) | 2002-03-26 | 2016-07-07 | Schott Ag | Verwendung eines Glases zur Herstellung von Lampenkolben von Fluoreszenzlampen und Lampenkolben von Fluoreszenzlampen |
JP2008526675A (ja) * | 2005-01-04 | 2008-07-24 | ショット・アーゲー | 外部電極を有する発光手段のためのガラス |
US8975199B2 (en) * | 2011-08-12 | 2015-03-10 | Corsam Technologies Llc | Fusion formable alkali-free intermediate thermal expansion coefficient glass |
DE102009039071B3 (de) * | 2009-08-27 | 2011-02-24 | Schott Ag | Thermisch hochbelastbares Glas für Lampenkolben und dessen Verwendung |
JP5751439B2 (ja) * | 2010-08-17 | 2015-07-22 | 日本電気硝子株式会社 | 無アルカリガラス |
JP6812796B2 (ja) * | 2014-10-23 | 2021-01-13 | Agc株式会社 | 無アルカリガラス |
JP5988059B2 (ja) * | 2014-11-06 | 2016-09-07 | 日本電気硝子株式会社 | 無アルカリガラス |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3496401A (en) † | 1965-12-30 | 1970-02-17 | Corning Glass Works | Glass envelopes for iodine cycle incandescent lamps |
US3531306A (en) * | 1966-12-29 | 1970-09-29 | Corning Glass Works | Method of making infrared transmitting silicate glasses |
US3531272A (en) | 1968-10-18 | 1970-09-29 | Owens Illinois Inc | Internal flame treatment of crystallizable glass |
US3978362A (en) † | 1975-08-07 | 1976-08-31 | Corning Glass Works | Glass envelope for tungsten-bromine lamp |
US4060423A (en) * | 1976-07-27 | 1977-11-29 | General Electric Company | High-temperature glass composition |
DE2650298A1 (de) | 1976-11-02 | 1978-05-03 | Patra Patent Treuhand | Halogengluehlampe |
GB2032909B (en) † | 1978-08-09 | 1982-12-22 | Gen Electric | Sealing glass compositions |
US4605632A (en) | 1984-10-24 | 1986-08-12 | Corning Glass Works | Glass for tungsten-halogen lamps |
US4737685A (en) † | 1986-11-17 | 1988-04-12 | General Electric Company | Seal glass composition |
DE19747355C1 (de) * | 1997-10-27 | 1999-06-24 | Schott Glas | Thermisch hochbelastbares Glas für Lampenkolben und dessen Verwendung |
CN1316555C (zh) | 1997-09-12 | 2007-05-16 | 奥斯兰姆施尔凡尼亚公司 | 长寿命卤素循环白炽灯和玻璃封壳组合物 |
US6373193B1 (en) * | 1997-09-12 | 2002-04-16 | Osram Sylvania Inc. | Long life halogen cycle incandescent lamp and glass envelope composition |
DE19758481C1 (de) | 1997-10-27 | 1999-06-17 | Schott Glas | Thermisch hochbelastbares Glas für Lampenkolben und dessen Verwendung |
DE19747354C1 (de) * | 1997-10-27 | 1998-12-24 | Schott Glas | Erdalkalialuminoborosilicatglas für Lampenkolben und dessen Verwendung |
US6069100A (en) * | 1997-10-27 | 2000-05-30 | Schott Glas | Glass for lamb bulbs capable of withstanding high temperatures |
DE19851927C2 (de) * | 1998-11-11 | 2001-02-22 | Schott Glas | Thermisch hochbelastbares Glas und seine Verwendung |
DE10006305C2 (de) † | 2000-02-12 | 2002-08-01 | Schott Rohrglas Gmbh | Thermisch hochbelastbares Glas für Lampenkolben und seine Verwendung |
-
2000
- 2000-05-05 DE DE10022769A patent/DE10022769A1/de not_active Withdrawn
-
2001
- 2001-05-04 TR TR2004/02129T patent/TR200402129T4/ unknown
- 2001-05-04 AU AU65767/01A patent/AU6576701A/en not_active Abandoned
- 2001-05-04 HU HU0300447A patent/HU224663B1/hu not_active IP Right Cessation
- 2001-05-04 RU RU2002129595/03A patent/RU2275340C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2001-05-04 US US10/275,375 patent/US20040070327A1/en not_active Abandoned
- 2001-05-04 PL PL358146A patent/PL196999B1/pl not_active IP Right Cessation
- 2001-05-04 KR KR1020027014701A patent/KR100729419B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2001-05-04 AT AT01943026T patent/ATE269277T1/de not_active IP Right Cessation
- 2001-05-04 WO PCT/DE2001/001725 patent/WO2001085632A1/de active IP Right Grant
- 2001-05-04 EP EP01943026A patent/EP1284937B2/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-05-04 CZ CZ20023640A patent/CZ302604B6/cs not_active IP Right Cessation
- 2001-05-04 ES ES01943026T patent/ES2220779T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2001-05-04 DE DE50102609T patent/DE50102609D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-05-04 CN CNB018090567A patent/CN1224584C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2001-05-04 JP JP2001582238A patent/JP2003532606A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20030005314A (ko) | 2003-01-17 |
EP1284937A1 (de) | 2003-02-26 |
EP1284937B2 (de) | 2010-02-24 |
EP1284937B1 (de) | 2004-06-16 |
RU2275340C2 (ru) | 2006-04-27 |
DE10022769A1 (de) | 2001-11-08 |
HUP0300447A2 (en) | 2003-07-28 |
CZ302604B6 (cs) | 2011-08-03 |
TR200402129T4 (tr) | 2004-09-21 |
KR100729419B1 (ko) | 2007-06-18 |
PL358146A1 (pl) | 2004-08-09 |
WO2001085632A1 (de) | 2001-11-15 |
HU224663B1 (hu) | 2005-12-28 |
AU6576701A (en) | 2001-11-20 |
ATE269277T1 (de) | 2004-07-15 |
CZ20023640A3 (cs) | 2003-12-17 |
DE50102609D1 (de) | 2004-07-22 |
CN1224584C (zh) | 2005-10-26 |
ES2220779T3 (es) | 2004-12-16 |
CN1433386A (zh) | 2003-07-30 |
US20040070327A1 (en) | 2004-04-15 |
JP2003532606A (ja) | 2003-11-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101343767B1 (ko) | 붕소 무함유 유리 | |
EP0822169B1 (en) | Glass composition | |
JP4786781B2 (ja) | タングステン−ハロゲンランプ外囲器およびフィルタのためのネオジムガラス | |
HU213843B (en) | Glass composition suitable for use in electric lamps, stem manufactured from this glass composition and fluorescent lamp | |
JP2000203873A (ja) | ランプ用ガラス組成物、ランプ用ステムおよびランプ用バルブ | |
WO2007007651A1 (ja) | ランプ用ガラス組成物、ランプ用ガラス部品、ランプおよびランプ用ガラス組成物の製造方法 | |
KR100518357B1 (ko) | 전구용의 알칼리토 금속을 포함하는 알루미노보로실리케이트 유리 및 그 사용방법 | |
JP2532045B2 (ja) | 照明用ガラス組成物 | |
PL196999B1 (pl) | Szkło o wysokiej odporności termicznej zawierające glinokrzemiany ziem alkalicznych i jego zastosowanie | |
JPWO2007086441A1 (ja) | ランプ用ガラス組成物の製造方法、ランプ用ガラス組成物およびランプ | |
HU221663B1 (hu) | Izzólámpákhoz való, magas hőállóképességű üveg és felhasználása | |
JP4040684B2 (ja) | 蛍光ランプの使用に好適なガラス組成物、前記組成物のガラスから製造されるランプ容器及び前記組成物のガラスランプ容器を具える蛍光ランプ | |
US5977001A (en) | Glass composition | |
US7211957B2 (en) | Alumino earth-alkali silicate glasses with high thermal capacity for light bulbs and use thereof | |
US20070032365A1 (en) | Glass composition | |
US5843856A (en) | Glass composition | |
JP4431718B2 (ja) | 本質的に無鉛のガラスおよびそれから作製されたガラス管 | |
CA2491945C (en) | An electric lamp comprising a glass component | |
JP2619346B2 (ja) | 螢光灯用ガラス | |
KR100548808B1 (ko) | 장수명 할로겐 사이클 백열 램프 및 유리 엔빌로프 조성 | |
HU213462B (en) | Glass |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Decisions on the lapse of the protection rights |
Effective date: 20140504 |