TWI260311B - Solarization-resistant borosilicate glass - Google Patents

Description

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種抗日曬性硼矽酸鹽破璃及其用途。 ，已知為背光，係使用作為例如個人電 口袋型計异機、車輛導航系統之顯示用 本發明係關於一 特殊的螢光燈管 腦、膝上型電腦、 的背景照明。 所：成t:t燈管係由具有非常低的抗曰曬性之軟性玻璃 :則上對應於榮光燈管的結•， ㈡= 有延長週期的作用。 、二月先月匕夠具 你：杰1光的結構，其必須可能以真空密封的方式熔合所 之螭至鎢。對於此目的，其必須具有匹配鎢之埶賸 1〇_6/κ， 已知=熱-脹係數〜/3。。為4.4 χ 玻璃是通入、/ °/3°°為"於 1〇—6/Κ和4.2χ 10_6/1^的 的差異。。此亦表示與該熔合鐵-鎳合金的軟性玻璃 此玻 ，使得 傳送 為了獲 求在可 界定的 影響將 電腦裡 傳送性

Tg < 5 2 0 °c 璃需傾向具有低的轉換溫度I，亦即 其可以在相對低溫下加工。 =，（transmiSSi〇n profile)為玻璃的基本性質。 知巧的燈光發光效率，最高的合理光線傳送性被要 視區域裡，同時在UV區域裡根據特定的應用要求一 ，送性。經由實施例，$ 2 6 0 nm之有害的uv輻射的 藉由適當減少UV傳送性而預防，使得在例如膝上型 的塑膠不會變黃或碎裂。具有在λ $26〇 時之uv r <〇· 7%的玻璃（於0· 2 nun厚之樣本上測量）係適合 用於此目的。在；（‘ 2 60 nm時之傳送性Γ $3〇%(對於〇

1260311 五、發明說明（2) ' --- --- m m居之樣本）對於，例如，閃光燈泡或放電燈，係足夠的 。自不透光區到可見波長區域的過渡必須盡可能的短，亦 即此區域裡的傳送曲線必須盡可能的陡峭。 加諸在可見波長區之傳送性的最小要求為對於λ > 4 0 0 nm以及樣本厚度0 · 2 mm，傳送性為9 2%。因此，所要求者 為 τ -92% (> 40 0 run ; (K 2 mn〇。

为2用玻璃之進一步的基本性質為抗日曬性，其係為了 允4纟且光具有長的使用壽命而要求，亦即，具有維持盡可 月&恆定的發光效率。在本文裡，「抗日曬性」一詞是指經 歷H0K-4-輻射15小時，亦即，以主要在365 nm發光且在 200至280 nm距離1 m之輻射密度為85〇 的高壓水 銀，輻照在〇·2 _厚之玻璃樣本上之後，具有3〇〇 nm之傳 送損失低於5%的玻璃。加諸在閃光燈泡用、氣體放電燈.用 及背光用之玻璃的要求非常相似。它們都必須盡可能的抗 日曬以及在可視區具有高的傳送性。 專利文獻已經揭示各種描述具更多或更少抗日曬性之玻 璃，特別是燈管玻璃的文件。然而，此等玻璃具有非常廣 泛範圍的缺點，特別是抗日曬性，其並不滿足現行強調的 1¾要求。

US 5, 9 94, 248描述一種車前燈透鏡，係由具有非常廣的 組成範圍的玻璃所製成，其中Si〇2為一成分，且Al2〇3 f B2〇3、鹼土金屬氧化物與鹼金屬氧化物以及少量的2氧3化鐵 叮為其成为。K2 0的含量必須僅介在〇和1 %重量比之間。 對於背光、閃光燈泡及氣體放電燈而言為必需之基本的

1260311 五、發明說明（3) 性質，諸如抗日曬性以及匹配鎢的熱膨脹性，在此玻璃裡 並不扮演任何角色。 DE 1 95 45 422 A1係關於.一種用於陽極結合矽成分至玻 璃成分裡的結合玻璃，其具有高的L i2 0含量且高度摻雜 Fe2 03 /Fe0。 J P 1 〇 - 3 6 1 3 5 A描述一種用於電子影像偵測的玻璃。在 此案例裡，基本上玻璃的α輻射需盡可能的低。在其廣泛 基本玻璃的組成内，藉由U、Th、Ra係< 1 00 ppb以及 Fe2 03、Ti〇2、Pb〇、ZrO“^、<100 ppm之事實，而在此點上有 所貢獻。 EP 0 735 007 B1描述一種無鉛且無砷的特定玻璃，其 抵抗日曬且含有特定量的Sn02 *Ce02，而具有抗日曬性增 加的結果，但仍未達到令人滿意的程度。 同樣應用至含Ce02和Fe2 03的玻璃於WO 98/554 1 3有所描 述。 最接近的習知技藝係由JP 8-1 23 69 A所形成。對於UV遮 蔽性，於該文件所描述的硼矽酸鹽玻璃或放電燈含有全部 0· 03至3%重量比的此四種成分v2〇5、Fe2 03、Ti02 *Ce02的至 少其中二種。當在某些案例中以高各別含量使用這些成分 或其組合時，不可能調配出高傳送性和高抗日曬性。 因此，本發明之一目的係提供一種抗日曬性、不透uv光 (<260 nm)的玻璃，其在可視區具有高傳送性，以及具有 匹配鎢之膨脹的熱膨脹性。 此目的係藉由根據主要申凊專利範圍中的蝴石夕酸鹽玻璃

C:\2D-CODE\91-O5\91103131.ptd 第 6 頁 1260311 —— _ 五、發明說明----------- 而實現。 8〇%、重有所要之傳送性質的玻璃較佳地包含一種具有70至 比，較俨0之心02、13至18%重量比之B2〇3、〇. 5至4%重量 #而士土 · 5至< 2%重量比之Ai2〇3、鹼金屬氧化物， >%至第較佳2至5%重量比之心2〇、及1至3%重量比，較佳 任何Ll2°〇量比之^、及〇至1%重量比之W，較佳係不含 佳〇至1 %香_!及選用的鹼土金屬氧化物，且具體而言，較 比之Ba〇° ΐ比之Mg〇、〇至1%重量比之。〇、及〇至U重量 同护 乂佳係不含任何BaO，的鹼性玻璃系統。 比二子ff定量的Ti〇2和Fe2〇3，即，0.01至0.05¾重量 要的。2〇3和〇.〇5至0.8%重量比的了^，對本發明而言是必

Fe T Ιτ達η到高度的抗曰曬性，分別需要有最少程度量的 佳的T i 0人旦β 2 ☆里疋王〆u •丄/〇直里比，且特別 至少0 42%3重1疋至少〇· 2%重量比，同時此處特別極佳的是 種成分维柱里比的Tl〇2。同時存在所敘述之特定量的此二 區，於所要的波： 和傳运之間的過渡 範二量比的Μ含量會導致自350到接近6°“m 。C減少’此係由於Fe3+的影響。相對地，大於 區ί = ΓΓ2含量會導致uv邊緣移動到較長波的可視 到大於色。此外1此二成分的量增加 棕色並因而里，則形成鈦鐵礦’而導致玻璃變 第7頁 C:\2D-CODE\91-05\91103131.ptd 1260311 五、發明說明（5) 玻璃可含有標準量的標準精煉劑，例如，蒸發精煉巧， 像是cr和r，也可含有氧化還原精煉劑，其因多價陽&子 而具活性，例如，Sn〇2和Sb2〇3，較佳在玻璃中係分別以〇 至0· 5%重量比的量存在。Sn〇2含量介於〇和0· 2%重量比之 間係特別佳的° 除了不可避免的雜質之外，玻璃不含有Ash，因為a 對於抗日曬性會有反效果。 23 同樣情況也適用在PbO ’因此，除了不可避免的雜斯 外，玻璃不含PbO。 貝之 玻璃可含有南至0. 5%重量比，較佳係高至〇. 1%重量比

Mn〇2。以如此的含量，可作為精煉劑並移動,邊 勺 波區域。 力巧長 玻璃可含有G至1%重量比的叫。叫係有利於 有上述的化學穩定性。較高含量的Zr〇2在熔化 ^的所 =，且玻璃的加工溫度會太高。此外，會有混合物有二 洛解粒子殘留在玻璃裡的風險。較佳係不 =除了導因於原料或貯槽腐•虫之不可雜：：， 玻璃係不含Zr02。 貝 < 外， 此外除了不可避免的雜質之外，玻璃不含ce〇 。、1 極度反效果。' *有利的’因為㈣對於抗日曬性具有 具體實施例： 料於列較例之玻璃的製造上使用標準原 不上並不需要使用昂貴的低Fe原料。 第8頁 C:\2D-CODE\9l-05\91103l3l.ptd 1260311 五、發明說明（6) 經混合均勻好的混合物係在實驗室裡於丨6〇〇它下，在pt 掛竭裡熔化、精煉及均勻化。然後澆鑄玻璃並以2 〇 K/h冷 卻。 表1顯示一 0 · 5升之溶化物的炼化實施例。 氧化物 重量％ 原料 重量（g) Si02 74.90 Si02 670.51 B2〇3 16.90 Η 3 B 0 3 145.08 A 1 2 〇 3 1.14 Al2〇3 7.94 Na2〇 3.73 N a 2 B 4 0 7 101.04 Κ2〇 1.44 K2C03 18.65 CaO 0.60 CaC03 0.1727 MgO 0.42 白雲石 16.38 NaCl 0.4 5 NaCl 4.01 Ti〇2 0.40 T1O2 3.36 Fe2〇3 0.025 Fe2〇3 0.0913 如此所獲得之玻璃的性質示於表2，實施例A4。 表2顯示根據本發明之玻璃的六個實施例（A1至A6)之組

C:\2D-CODE\91-05\91103131.ptd 第9頁 1260311 五、發明說明（7) 成（基於氧化物之％重量比）和基本性質。 表3顯示五個比較例之玻璃（ci至C5)的組成和性質。 添加0 . 4 5 %重量比之NaC 1至各個玻璃混合物。在最後獲 得的玻璃裡僅有將近0.29%重量比的NaCl。 表2和表3顯示以下之性質： •熱膨脹係數 α 2 0 / 3 0 0 [ 1 0_6 / 1Π •轉變溫度Tg[ °c ] 鲁抗曰曬性’以介於未輻照之0 · 2 mm厚之樣本與ο · 2 mm 厚在H0K-4燈下輻照15小時之樣本在λ =3〇〇⑽時的傳送差 表示’以 Δ15γ(300 nm; 〇·2 mm)[%]表示 •入 >4 0 0 nm 且為樣本厚度 〇·2 mn]之 r(> 4 0 0 nm; 0.2 mm)時的傳送，以便證明在可視區裡的高傳送性 鲁λ=2 60 nm且為樣本厚度0·2 mm之^ (26〇 nm; 0.2 mm)時的傳送’以便證明在uv區域裡的傳送性（uv遮蔽 性）〇

1260311 五、發明說明（8) 表2根據本發明（A)之玻璃的組成（基於氧化物之％重量比） 及基本性質 A1 A2 A3 A4 A5 A6 Si〇2 75.17 74.57 74.92 74.90 75.13 75.00 B 2 〇 3 16.96 16.94 16.90 16.90 16.95 16.92 A 1 2 〇 3 1.15 1.65 1.14 1.14 1.15 1.15 Na20 3.74 3.73 3.73 3.73 3.7 4 3.73 K20 1.45 1.45 1 .44 1.44 1.45 1,44 CaO 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 MgO 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 Ti02 0.075 0.200 0.400 0.400 0.100 0.100 Sn02 - - - - - 0.200 Mn02 - - - 0.025 - Fe2 〇3 0.013 0.01 0.013 0.025 0.013 0.013 a2〇/3〇o [10'6/K] 3.84 3.84 3.88 3.80 3.82 3.88 Tgrc ] 503 495 5 11 496 496 504 Δ]5τ(300 nm; 0.2 mm)[%] 4.4 2.2 2.1 2.4 3.8 4.3 τ(260 nm; 0.2 mm)[%] 21 8.7 0.6 0.3 15.7 18.7 τ(> 400 nm; 0.2 mm)[%] >92 >92 >92 >92 >92 >92

C:\2D-CODE\91-05\91103131.ptd 第11頁 1260311 五、發明說明（9) 表3比較例玻璃（C)的組成（基於氧化物之％重量比）及基本 性質

Cl C2 C3 C4 C5 Si〇2 75.17 75.22 74.57 75.11 75.22 B 2〇3 16.96 16.97 16.94 16.95 16.97 Al2〇3 1.15 1.15 1.65 1.15 1.15 Na20 3.74 3.74 3.73 3.74 3.74 κ2ο 1 .45 1 .45 1.45 1.45 1.45 CaO 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 MgO 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 NaCl 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 Ti02 0.075 0.034 0.200 0.100 0.0033 C e O 2 - - - 0.05 - Fe2〇3 0.0084 0.013 0.0084 0.013 0.0084 a2〇/3〇o [10"6/K] n .b 3.55 n .b n .b n .b Tg[°C ] n .b 497 n .b n .b n .b Δ , 5τ(3 0 0 nm; 0.2 mm)[%] 5.8 5.5 6.7 5.8 7.8 τ(260 nm; 0.2 mm)[%] 41.3 39.8 9.6 11 65.8 τ(> 400 nm; 0.2 mm)[%] >92 >92 >92 >92 >92

C:\2D-CODE\91-05\91103131.ptd 第12頁 1260311 五、發明說明（10) ~ -- □至5 &員示些具體貫施例和比較實施例在（a )之前及 b _之後輪照之傳送曲線τ對λ ( 2 0 0 一4 0 0 nm)的作圖。 这些，證明了所要的傳送曲線可藉由特定量的Ti%和 ^ 〇3而灵現，如所不，特別地，藉由比較低F ^ %的實施 、5、C3以及低Ti〇2的實施例C2、c5。缺少Ce〇2對傳 的重要性亦清楚地論證。 、 這二圖和表中的參數τ ( 3 〇 〇 nm ; 〇 · 2 _ )證明了根 據本發明之玻璃與比較例之玻璃之間抗日曬性的差異。 Ce〇2的反效果由C4以及，例如，A5或“，尤其是^ (比較 表）或A 4 (比較圖5 )之間的比較而變得清楚。 根據本發明之玻璃具有以< 5%的Δ15 r ( 30 0 nm; 〇. 2 _)表示之高的抗日曬性，尤其以τ (> 40 0 nm; 0. 2 mm) =9 2 %表示之可視區裡的高傳送性（比較傳送曲線），以及 尤其以Γ ( $ 26 0 nm;0. 2 mm) $30%表示之良好UV遮蔽性 (比較傳送曲線）。 再者，玻璃具有< 52 0 °C的轉換溫度Tg，使其容易加工。 再者’玻璃具有介於3·7χ 1〇-6/Κ與4·2χ 10-6/K之間的熱 月取脹係數。因此其足以良好匹配鶴的熱膨服，亦 即，可以真空密封的方式熔入鎢。 這些性質使得玻璃極適合於用在閃光燈泡以及氣體放 燈之燈泡的製造上。 “ 在具有相對高T i 〇2含量的較佳具體例裡，玻璃具有特別 良好的尤其以τ ( S 2 6 0 nm; 0· 2 mm) $0· 7%表示之UV遮蔽 性行為。

1260311 五、發明說明（11) 因此，這些玻璃極適合於例如用在如個人電腦、膝上型 電腦、筆記型電腦、口袋型計算機、車輛導航系統、掃描 器之顯示器以及鏡子和電影的背景發光用之背光的製造 上。 其亦適合用於車輛煞車燈的製造。尤其是第三、額外的 煞車燈可較佳地利用此類型之特殊螢光燈管而製造。

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圖1顯不和Cl、C5分別在未輻照與在h〇k_4 U λ!、日#广接士 由 · η 〇 、 ^ 厂揭 1 〇 〇】、日$ (樣本厚度·· 〇 · 2 m m )之案例。 圖^顯不A2和C3分別在未輻照與在H〇K — 4燈丁輻照1〇〇小 $ (樣本厚度：0 · 2 m m)之案例。 士圖3顯不A3、A4分別在未輻照與在Η〇κ_4燈丁輻照丨〇〇小 時（樣本厚度：〇· 21 mm)之案例。 圖4顯示A5、A6分別在未輻照與在H0K_4燈不輻照1〇〇小 時（樣本厚度：約〇·21 mm)之案例。 圖5顯示A4和C4分別在未輻照與在HOK-4燈下輻照1 〇〇小 時（樣本厚度：2 mm)之案例。

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Claims (1)

1. ! Λ^· * 91103131 曰 的· 4· 2 4 修正 替換本 f申請專利範圍 1. 一種硼矽酸鹽玻璃，具有如下之組成（基於氧化物之％ 重量比）： Si〇2 70-80 B2 〇3 13-18 A 12 〇3 0. 5-4 Li2〇 0-1 Na20 2-5 K20 1-3 MgO 0- 1 CaO 0- 1 BaO 0- 1 Fe2 03 0. 01-0. 05 Ti02 0.05-0.8 2 ·如 申請專利範圍第1項之硼矽酸. 如下之組成（基於氧化物之％重量比） Si〇2 70-80 B2 〇3 13-18 A 12 O3 0· 5-<2 Na2 0 2-5 K20 >1-3 MgO 0-1 CaO 0-1 F e2 O3 0. 01-0. 05 Ti02 0. 05-0. 8 其中，具有

   1111 C:\總檔\91\91103131 \91103131 (替換）-2.ptc 第16頁 1260311

   1260311 _案號91103131_年月曰 修正_ 六、申請專利範圍 造供車輛之煞車燈用之螢光燈管。 1 1 .如申請專利範圍第7項之硼矽酸鹽玻璃，其係用於製 造閃光燈泡。 1 2.如申請專利範圍第7項之硼矽酸鹽玻璃，其係用於製 造氣體放電燈。

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