DE102004007436B4 - Verwendung eines B2O3 - freien kristallisationsstabilen Aluminosilikatglases und dessen Herstellung - Google Patents
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Abstract
Verwendung eines B2O3-freien, kristallisationsstabilen Aluminosilikatglases, enthaltend50–66 Gew.-% SiO2 14–25 Gew.-% Al2O3 0–2 Gew.-% P2O5 0–7 Gew.-% MgO 5–14 Gew.-% CaO 0–8 Gew.-% SrO 6–18 Gew.-% BaO sowie 0,01–4 Gew.-% MoO3. zur Herstellung von Lampen, Kolben für Halogenlampen sowie als UV- Schutzglas, für Solarkollektoren, für flache Bildschirme und für pharmazeutische Verpackungen.
Description
- Die Erfindung betrifft ein B2O3-freies kristallisationsstabiles Aluminosilikatglas, insbesondere ein Glas mit einer scharfen UV-Kante, ein Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung.
- Es sind eine Reihe von Gläsern bekannt, die thermisch hochbelastbar sind und die vor allem für Lampenkolben Anwendung finden. Besonders finden solche Gläser Anwendung in Lampen, die Molybdänkomponenten als Elektroden oder auch Zuleitungen enthalten. So beschreibt beispielsweise die
EP-A 0913365 ein thermisch hochbelastbares Glas für Lampenkolben, das > 58–62 Gew.-% SiO2, 15–17,5 Gew.-% Al2O3, 0,2–0,7 Gew.-% B2O3, 0–< 1 Gew.-% MgO, 5,5–14 Gew.-% CaO, 0–8 Gew.-% SrO, 6–10 Gew.-% BaO, 0,05–1,0 Gew.-% ZrO2, 0–0,3 Gew.-% CeO2, 0–0,5 Gew.-% TiO2 und 0–0,6 Gew.-% Br– enthält. Dabei wird die Kristallisationsstabilität durch einen Zusatz von MgO verbessert, welches zusätzlich ähnlich wie Al2O3 und SiO2 Netzwerkbildnerfunktion übernimmt. Hierzu soll das MgO im Glas zusammen mit CaO und SrO zum BaO ein genau definiertes Gewichtsverhältnis aufweisen. Bei einem derartigen Glas liegt der Alkaligehalt unterhalb 0,03 Gew.-% und der Wassergehalt unterhalb 0,02 Gew.-%. Zur Einstellung der UV-Absorption wird diesem Glas CeO2 und / oder TiO2 zugesetzt, welches das Absorptionsverhalten zu längeren Wellenlängen verschiebt. - Aus der
DE-A 100 06 305 A1 ist ein thermisch hochbelastbares Glas für Lampenkolben bekannt, welches aus einem Erdalkalialuminosilikatglas besteht. Das dort beschriebene Glas zeigt eine Zusammensetzung (in Gew.-% auf Oxidbasis) von SiO2 > 58–62, Al2O3 14–16, B2O3 0,2–1, MgO 0–<1, CaO 9–13, SrO 0–4, BaO 10–12, ZrO2 1–1,8, CeO2 0–0,3, TiO2 0-0,5, Cl 0–0,1, wobei das Verhältnis von CaO + SrO zu BaO 0,8–1,3 beträgt. Dieses Glas ist insbesonders geeignet zum Durchleiten von Molybdänkomponenten wie Molybdändrähten durch den äußeren Lampenkolben. Darüber hinaus zeigt das Glas eine verbesserte Entglasungsstabilität. - Aus der
EP-A 0672629 A2 ist ein Aluminosilikatglas für flache Bildschirmanzeigen bekannt, welches im wesentlichen frei von Alkalioxiden ist und welches 49–67 Gew.-% SiO2, 6–14 Gew.-% Al2O3 und 0–15 Gew.-% B2O3 sowie 12–13 Gew.-% an Erdalkalioxiden enthält. Ein solches Glas weist einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten CTE im Bereich von 31–57·10–7/°C auf. - Die
DE 199 39 789 A1 offenbart alkalifreie Aluminoborsilicatgläser welche (in Gew.-% auf Oxidbasis): SiO2 50–70, B2O3 0,5–15, Al2O3 10–25, MgO 0–10, CaO 0–12, SrO 0–12, Ba0 0–15, mit MgO + CaO + SrO + BaO 8–26, ZnO 0–10, ZrO2 0–5, TiO2 0–5, SnO2 0–2, MoO3 0,05–2 enthalten. Der Netzwerkbildner B2O3 ist in den Gläsern mit 0,5–15 Gew.-% vorhanden. Die Gläser sind besonders geeignet als Substratgläser für Display- und für Photovoltaik-Anwendungen. - Die
DE 102 14 449 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von alkalifreien Aluminosilicatgläsern mit einem Gehalt an Al2O3 (in Gew.-% auf Oxidbasis) von mehr als 12 Gew.-% mit den Verfahrensschritten: Gemengezubereitung unter Zusatz wenigstens eines Läutermittels, Schmelzen des Glases und anschließende Heißformgebung des geschmolzenen Glases, wobei dem Glasgemenge 0,005 Gew.-% bis 0,6 Gew.-% SO3, zugesetzt werden und dem Glasgemenge kein Chlorid zugefügt wird. - Die
DE 102 53 756 A1 offenbart ein Borosilicatglas und dessen Verwendung mit einer Zusammensetzung (in Gew.-% auf Oxibasis) von 55 bis 80 SiO2, 8 bis 25 B2O3, 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. Weiter wird auch eine Fluoreszenzlampe, insbesondere eine miniaturisierte Fluoreszenzlampe offenbart. - Es hat sich jedoch gezeigt, dass die im Stand der Technik beschriebenen Glaszusammensetzungen, im allgemeinen zu verhältnismäßig starker Kristallisation neigen, weshalb in derartigen Gläsern insbesondere beim Abziehen aus der Schmelz- bzw. Absetzwanne insbesondere an der Ziehdüse bzw. der sog. „Danner-Pfeife“ Kristalle entstehen, die mit der Zeit weiter anwachsen und die sich bei ausreichender Größe von ihrem Untergrund ablösen, und so in das zähflüssige Glas gelangen. Da sich derartige Kristalle nicht mehr im Glas lösen, verbleiben sie im Endprodukt als störender, körnchenförmiger Einschluss. Weiterhin führen diese Kristalle die sich beim Abziehen auf der sogenannten Danner-Pfeife bzw. der Nadel oder Düse ausbilden und dort festsitzen zu Streifen auf der Glasoberfläche. Dies macht ein sog. „Spülen“ bei höheren Temperaturen notwendig, bei dem die Kristalle abgelöst werden. Dieser Spülschritt bedingt einen Produktionsausfall und führt somit zur Ausbeuteverminderung.
- Darüber hinaus ist es für viele Anwendungen wünschenswert, die UV-Absorption in einem Glas möglichst scharf zu gestalten, d. h. dass der Grenzbereich zwischen denjenigen Wellenlängen, welche durch das Glas mit einer hohen Transmission durchtreten können und solchen Wellenlängen, die vom Glas absorbiert werden, möglichst schmal ist, d.h. dass die sogenannte UV-Kante relativ steil verläuft.
- Die Erfindung hat zum Ziel, die zuvor genannten Probleme zu überwinden.
- Dieses Ziel wird nun durch das in den Ansprüchen definierte B2O3-freien Glases erreicht.
- Es hat sich nämlich überraschenderweise gezeigt, dass mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung, keine bzw. kaum Kristalle entstehen, und sofern dies doch einmal geschieht, es sich hierbei nur um sehr geringe Mengen an nicht störendem Cristobalit handelt.
- Derartige Kristalle lösen sich sofort von ihrem Entstehungsort (insbesondere an der Danner-Pfeife, der Düse oder der Nadel) ab. Falls also überhaupt Kristalle entstehen, können diese nicht so groß werden, dass sie zu einer sichtbaren Beeinträchtigung hinsichtlich Ziehstreifen bzw. Glasdefekten des Glases führen.
- Im Gegensatz dazu wurde gefunden, dass die im Stand der Technik beschrieben Gläser ausschließlich oder zusätzlich Feldspäte (Erdalkali-Aluminosilikate) ausscheiden. Es hat sich daher gezeigt, dass diese kristallinen Phasen eine starke Anhaftung an Materialien bei der Heissformgebung aufweisen.
- Daher können die Kristalle wachsen und führen, falls sie abgelöst werden zu Defekten im Glas, ansonsten zu Streifen auf der Glasoberfläche.
- Es hat sich überraschenderweise auch gezeigt, dass schon mit geringen Gehalten an MoO3 eine gewünschte Absorption von schädlicher UV-Strahlung erreicht werden kann.
- Insbesondere im Vergleich zu dem im Stand der Technik beschriebenen TiO2 zeigt sich, dass bereits bei geringen Zusätzen von MoO3, d.h. mit weniger als der Hälfte bzw. weniger als einem Viertel (in Gew.-%) eine entsprechende UV-Blockung erreicht werden kann. Dies wirkt sich positiv auf die Gesamtzusammensetzung des Glases aus, da somit die B2O3-freie, kristallisationsstabile Grundglaszusammensetzung kaum beeinflusst wird.
- Damit kann die UV-Kante leicht auf die häufig geforderte Spezifikation von einer Transmission < 65% bevorzugt < 64% bzw. 62%, ganz bevorzugt < 60% und < 58% eingestellt werden. In einer besonderen Ausgestaltung beträgt die Transmission < 55% bei einer Schichtdicke von 1 mm und einer Wellenlänge von 330 nm.
- Schließlich hat es sich auch gezeigt, dass MoO3 die Läuterung des Glases unterstützt. Dabei wirkt es als polyvalentes Ion ähnlich wie die bekannten Läutermittel As2O3 und Sb2O3).
- Das erfindungsgemäße Glas enthält Molybdänoxid in einer Menge von mindestens 0,01 Gew.-%, insbesonders mindestens 0,05 Gew.-%, wobei Mindestmengen von 0,1 bzw. 0,2 Gew.-% bevorzugt sind. Besonders bevorzugt sind Mindestmengen von 0,3 Gew.-% MoO3. Die obere Grenze des Gehaltes an MoO3 ist variabel und hängt von der jeweils gewollten UV-Kante und dem gewünschten Läutereffekt ab. Zur Erzeugung der Kristallisationsstabilität reichen erfindungsgemäß jedoch bereits diese Mindestmengen aus. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Obergrenze an MoO3 4 Gew.-%, wobei 3 und insbesonders 2 Gew.-% bevorzugt sind. Eine besonders bevorzugte Obergrenze beträgt 1,2 bzw. 1 Gew.-% und wobei ein Gehalt von maximal 0,8 Gew.-% MoO3 ganz besonders bevorzugt ist.
- SiO2 ist vorzugsweise in einer Menge von mindestens 50, vorzugsweise mindestens 55 und insbesonders mindestens 58 Gew.-% enthalten, wobei die Obergrenze maximal 66 Gew.-% und insbesonders maximal 65 Gew.-% beträgt. Ein maximaler Gehalt von 64 Gew.-% SiO2 ist besonders bevorzugt.
- Der Minimalgehalt an Al2O3 beträgt mindestens 14 Gew.-%, wobei Gehalte von > 14 Gew.-% bevorzugt sind. Die Obergrenze an Al2O3 beträgt 25 Gew.-%, wobei 20 und insbesonders 18 Gew.-% besonders bevorzugt sind.
- Das erfindungsgemäße Glas ist frei von B2O3. Der Gehalt an P2O5 beträgt 0 bis 2 Gew.-%, wobei eine Höchstmenge von 1,5 Gew.-% bevorzugt ist.
- MgO ist in einer Menge von 0 bis maximal 7 Gew.-% enthalten, wobei eine Obergrenze von 2,0 und insbesonders 1,5 Gew.-% bevorzugt ist. Besonders bevorzugt ist eine Obergrenze von 1,2 und insbesondere von 1,0 Gew.-%, wobei eine Obergrenze von 0,95 Gew.-% am meisten bevorzugt ist. Die Untergrenze des Gehaltes an Magnesium beträgt vorzugsweise 0,1, wobei eine Mindestmenge von 0,2 und insbesonders 0,5 Gew.-% besonders bevorzugt ist.
- Der Gehalt an CaO beträgt 5–14 Gew.-%, wobei eine Obergrenze von üblicherweise 12% und insbesondere 11% und bzw. 10% bevorzugt ist. Die Untergrenze beträgt vorzugsweise größer 5,5, wobei größer 6% besonders bevorzugt ist. Der Gehalt an SrO beträgt 0 bis 8 Gew.-%.
- BaO ist im erfindungsgemäßen Glas in einer Menge von mindestens 6 und maximal 18 Gew.-% enthalten, wobei eine Mindestmenge von 8 bzw. 12 Gew.-% besonders bevorzugt ist. Eine bevorzugte Obergrenze an BaO beträgt 17 Gew.-%.
- Das erfindungsgemäße Glas enthält ggf. als weitere Bestandteile 0–8 Gew.-% TiO2, 0–2 Gew.-% WO3, 0–3 Gew.-% ZrO2 und 0–1 Gew.-% CeO2. Derartige Additive haben sich als zusätzliche Absorptionshilfsmittel zur Einstellung der UV-Kante als zweckmäßig erwiesen.
- Werden derartige Additive zugesetzt, so ist es möglich, die Anteile an MoO3 herabzusetzen und zwar üblicherweise auf 0,1–1 Gew.-%, insbesondere auf 0,2–0,5 Gew.-%.
- Eine ganz besonders bevorzugte Ausführungsform zur Erzielung eines ganz besonders kristallisationsstabilen Glases besitzt folgende Zusammensetzungsbereiche:
SiO2 59,0–61,5% Al2O3 15,0–16,0% MgO 0,5–1,0% CaO 6,0–10,0% SrO 0,1–2,0% BaO 12,0–18,0% ZrO2 0–4% TiO2 0–2 % MoO3 0,1–1% - Mittels dem erfindungsgemäßen Zusatz an MoO3 ist es möglich, die UV-Kante definiert einzustellen. Gemeinsam mit den Additiven kann dann die UV-Kante nochmals feiner justiert werden, wobei es insbesondere mittels der Additive möglich ist, diese um bis zu ±20 nm, insbesondere ±10 nm zu verschieben. Das erfindungsgemäße Glas zeichnet sich weiterhin dadurch aus, dass es im sichtbaren Bereich insbesondere bei einer Schichtdicke von 1mm und bei Wellenlängen von 400–800nm, eine Transmission von > 80 %, insbesonders > 85%, ganz besonders bevorzugt > 88% zeigt. Darüber hinaus zeichnet es sich insbesonders auch dadurch aus, dass es eine hohe Transparenz gegenüber Wärmestrahlung aufweist. So besitzt es insbesonders im IR-Bereich zwischen 500 und 1500 nm keine oder eine außerordentlich geringe Absorption. Aus diesem Grunde ist es besonders zur Anwendung in Bereichen geeignet, in welchen eine hohe Durchlässigkeit gegenüber IR-Strahlung notwendig oder gewünscht ist. Dabei zeigt das Glas im sichtbaren Bereich keinerlei oder nur geringe Verfärbung. So enthält es beispielsweise in einer besonders bevorzugten Ausführungsform nur geringe Mengen an Titan und Eisen, wobei dann der Titangehalt zwischen 0,1 und 3 Gew.-% und der Gehalt an Eisen 0,005 bis maximal 0,1 Gew.-% beträgt. Vorzugsweise ist es jedoch frei von Eisen und enthält dies höchstens in üblichen Verunreinigungen. Cer ist dabei in Mengen zwischen 0,005 und 0,1 Gew.-% enthalten. Unabhängig davon kann es natürlich in einzelnen Fällen wünschenswert sein, noch Eisen, insbesondere Fe3+ als zusätzliche UV-Blocker zuzusetzen.
- In einer bevorzugten Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Glas alkalifrei, d. h. es weist einen Gehalt an Alkalioxid von < 0,5 Gew.-%, insbesonders < 0,3 Gew.-% auf, wobei ein Gehalt von weniger als 0,1 Gew.-% bevorzugt ist. Besonders bevorzugt ist das Glas bis auf unvermeidbare Mengen bzw. Verunreinigungen frei von Alkalien, d.h. maximal 100 ppm.
- In einer weiteren erfindungsgemäß bevorzugten Ausführungsform ist das Glas bis auf unvermeidbare Mengen frei von Wasser. Vorzugsweise weist es einen Wassergehalt von maximal < 0,03 Gew.-%, insbesonders < 0,01 Gew.-% bzw. 100 ppm auf.
- Schließlich ist das Glas in einer ebenfalls bevorzugten Ausführungsform bis auf Verunreinigungen frei von Sn-Gehalten.
- Übliche Läutermittel wie z.B. As2O3 und Sb2O3 können zugesetzt werden.
- Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen B2O3-freien Glases. Dabei wird auf an sich bekannte Weise eine Schmelze mit der Zusammensetzung gemäß der Ansprüche hergestellt, geläutert, homogenisiert und in einem Abstehbereich von restlichen Gasblasen befreit. Die Schmelze selbst ist direkt aus den entsprechenden Rohmaterialien oder durch Aufschmelzen und Mischen entsprechender Glasreste herstellbar. Das erfindungsgemäße Glas ist mittels allen gängigen Verfahren läuterbar, wobei jedoch Läuterverfahren, die frei von Arsen, Antimon und Zinn sind, bevorzugt werden. Bevorzugte Läuterverfahren sind die Sulfatläuterung und/oder ein elektrochemisches Läutern, wie dies beispielsweise in der
DE-A 100 09 425 A1 beschrieben ist. - Die Gläser zeigen im erfindungsgemäßen Zusammensetzungsbereich eine hervorragende Kristallisationsstabilität verbunden mit einer sehr guten Verarbeitbarkeit. Für die Verarbeitbarkeit (Heißformgebung) ist der VA (Temperatur bei der das Glas eine Viskosität von 104 dPas aufweist) ausschlaggebend. Er sollte bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen liegen. Entscheidend für die Kristallisationsstabilität bei der Verarbeitung ist weiterhin, dass ein möglichst großer Temperaturabstand zwischen VA und der OEG (obere Entglasungstemperatur) liegt. Es ist bevorzugt, wenn die OEG mindestens 20° unterhalb von VA liegt, wobei mindestens 50°, und mindestens 100° besonders bevorzugt ist. In einer ganz besonders bevorzugten Ausführung liegt die OEG 120°C bzw. 140° unterhalb von VA. Weiterhin ist bei der Verwendung des Glases für Halogenlampenkolben ein möglichst hoher Tg notwendig, damit das Glas die hohen Temperaturen, die innerhalb der Lampe auftreten ohne Verformung aushalten. Bevorzugt liegt dieser Tg > 700°C, besonders bevorzugt > 750°, ganz besonders bevorzugt > 770° bzw. 790°C.
- Das erfindungsgemäße Glas eignet sich sowohl zur Herstellung von Flachglas, wie z. B. Floatglas, als auch zur Herstellung von Lampenröhren und Lampenkolben. Bei der Herstellung von Lampenröhren wird die aufgeschmolzene, geläuterte und homogenisierte Glasschmelze in der Abstehphase mittels einer vorzugsweise im Bodenbereich einer Wanne angeordneten Hohlnadel abgezogen.
- Die Erfindung betrifft auch die Verwendung eines solchen Glases zur Herstellung von Leuchtmitteln, insbesonders Lampen, vorzugsweise Halogenlampen, als UV-Schutzglas, zur Herstellung von Solarkollektoren, zur Herstellung von Bildschirmen, insbesonders flachen Bildschirmen für Computer und TV-Geräte, insbesondere zur Herstellung von sog. „Backlights“ zur Hintergrundbeleuchtung der Displays, sowie für Bereiche, die eine hohe Durchlässigkeit für Wärme, insbesondere Infrarotstrahlung benötigen. Eine weitere Verwendung betrifft pharmazeutische Verpackungen.
- Die Erfindung soll anhand der folgenden Beispiele näher erläutert werden.
- Beispiel 1
- Es wurden Gläser mit den Zusammensetzungen gemäß Tabelle 1 hergestellt.
- Die Kristallisationseigenschaften OEG(°C), UEG(°C), Kg max(°C) sowie Kg max (µm/min) wurden in einem Temperaturgradientenofen nach 60 min bestimmt (Temperaturgradient von 900°C–1400°C).
- Die Spalte Temperung 115h/1130°C bezeichnet eine Langzeittemperung des Glases in einem Ofen mit einer konstanten Temperatur von 1130°C für 115h. Bei diesem Test wurden mittels Röntgenbeugung die kristallinen Phasen und ihre prozentualen Anteile bestimmt.
- Die Zeilen „Verteilung der kristallinen Phase“ geben bezogen auf den Gesamtkristallinen Anteil (= 100%) an, welche prozentualen Einzelphasen (z.B. Anorthit) vorliegen.
- Die Zeilen „% Gesamtanteil“ gibt an, zu welchen prozentualen Anteilen bezogen auf die Gesamtglasmatrix eine bestimmte kristalline Phase (z.B. Anorthit) gebildet wird. Hier wird auch der amorphe Anteil berücksichtigt, so dass gilt: amorphe Phase + kristalline Phase = 100%. Tabelle 1
A1 A2 A3 A4 A5 A6 SiO2 59,90 59,40 59,50 59,40 61,20 60,2 Al2O3 15,60 15,80 15,80 15,50 10,00 15,6 B2O3 - - - - - - MgO 0,70 0,70 0,70 0,60 0,90 0,9 CaO 9,80 9,80 9,60 9,80 6,10 9,8 SrO 0,20 0,20 0,20 0,20 1,40 0,2 BaO 13,30 13,30 13,30 13,30 17,00 13,28 ZrO2 - - 3,00 - TiO2 0,50 1,00 - MoO3 0,50 0,80 0,40 0,20 0,40 0,02 Fe2O3 Summe 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 - alpha (20–300) 4,62 4,64 4,59 Tg 795 780 782 VA 1332 1355 1335 OEG (°C) 1185 1225,00 UEG (°C) < 1105 < 1140 KG max (°C) 1160 1185,00 KG max (µm/min) 0,2 0,10 Temperung 115h/1130°C % Verteilung der kristallinen Phase Cristobalit SiO2 100 100 100 100 100 Ba.Sr,-Feldspat (mkl) - - - - - Celsian BaAl2SiO8 - - - - - Zirkon ZrSiO4 - - - - - Baddeleyit ZrO2 (mkl) - - - - - Anorthit CaAl2Si2O8 - - - - - % Gesamtanteil Cristobalit 0,2 < 1,0 Feldspäte amorphe Phase 99,8 > 99,0 Transmission (%) bei 330 nm (d = 1,0 mm) 54,50 48,30 V1 V2 V3 V4 V5 SiO2 60,85 56,50 56,20 56,90 57,00 Al2O3 16,50 15,90 15,60 15,80 12,10 B2O3 0,30 0,90 0,40 0,40 MgO 0,00 1,00 1,50 1,80 2,20 CaO 13,50 7,40 5,90 7,60 6,60 SrO 0,00 4,50 4,00 BaO 7,85 11,50 14,90 17,10 17,10 ZrO2 1,00 2,30 1,50 0,90 4,60 TiO2 MoO3 Fe2O3 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 Summe 100,00 100,00 100,00 100,10 100,00 alpha (20–300) 4,74 4,70 4,80 4,79 4,75 Tg 787,00 778,00 788,00 783,00 788,00 VA 1306,00 1300,00 1317,00 1311,00 1298,00 OEG (°C) 1230,00 1245,00 1290,00 1300,00 1360,00 UEG (°C) 1060,00 1040,00 1060,00 1060,00 1100,00 KG max (°C) 1140,00 1150,00 1230,00 1220,00 1230,00 KG max (µm/min) 0,20 0,54 0,27 0,20 0,07 Temperung 115h/1130°C % Verteilung der kristallinen Phase Cristobalit SiO2 43 17 27 26 34 Ba.Sr,-Feldspat (mkl) - 83 73 67 48 Celsian BaAl2SiO8 - - - 7 6 Zirkon ZrSiO4 - - - - 8 Baddeleyit ZrO2 (mkl) - - - - 4 Anorthit CaAl2Si2O8 57 - - - - % Gesamtanteil Cristobalit Feldspäte amorphe Phase Transmission (%) bei 330 nm (d = 1,0 mm) V6 V7 V8 V9 V10 V11 SiO2 59,60 55,20 57,30 58,10 57,60 60,79 Al2O3 15,20 17,70 16,40 16,40 16,40 16,52 B2O3 0,80 0,90 0,30 MgO 0,40 0,80 1,20 1,00 1,00 0,00 CaO 8,40 8,60 9,60 10,50 10,50 13,52 SrO 3,00 2,20 1,50 1,00 1,00 0,00 BaO 11,30 12,90 12,20 11,60 11,60 7,86 ZrO2 1,30 1,70 1,80 1,40 1,40 1,00 TiO2 - - - 0,50 MoO3 - - - - Fe2O3 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 Summe 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 - alpha (20–300) 4,58 4,72 4,73 4,79 4,68 4,58 Tg 777,00 789–787 791–788 792,00 782,00 789 VA 1326,00 1298–1304 1288–1305 1302,00 1301,00 1307 OEG (°C) 1250,00 1290,00 1245,00 1210,00 1300,00 UEG (°C) 1100,00 < 1130 < 1125 < 1130 1105,00 KG max (°C) 1170,00 1150–1210 1165–1185 1155,00 KG max (µm/min) 0,09 0,06–0,4 0,1–0,3 0,10 Temperung 115h/1130°C % Verteilung der kristallinen Phase Cristobalit SiO2 42 1 1 1 Ba.Sr,-Feldspat (mkl) 58 1 1 1 Celsian BaAl2SiO8 - 42 44 20 Zirkon ZrSiO4 - Baddeleyit ZrO2 (mkl) - Anorthit CaAl2Si2O8 - 56 54 78 % Gesamtanteil Cristobalit 2,0 Feldspäte 6,0 10,0 amorphe Phase 94,0 88,0 Transmission (%) bei 330 nm (d = 1,0 mm) - Bei allen Vergleichsbeispielen V1–V11 (im Gegensatz zu den erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen) ist erkennbar, das ein Feldspat (Erdalkali-Aluminosilikat) gebildet wird. Dies ist von Nachteil, da diese Kristallphasen an Materialien zur Heissformgebung haften und wachsen können und somit zu Glasdefekten führen.
- Die folgende Tabelle 2 zeigt Vergleichsbeispiele insbesondere im Hinblick auf Transmissionen mit TiO2 zur Einstellung der UV-Kante. Tabelle 2
V12 V13 V14 SiO2 58,75 58,70 58,90 Al2O3 15,60 15,60 15,60 B2O3 0,20 - - MgO 0,90 0,90 0,70 CaO 9,80 9,80 9,80 SrO 0,20 0,20 0,20 BaO 13,30 13,30 13,30 ZrO2 - - TiO2 1,25 1,50 1,50 MoO3 Fe2O3 0,02 0,02 0,02 Summe 100,00 100,00 100,00 alpha (20–300) 4,68 4,66 4,64 Tg 779 789 781 VA 1306 1306 1315 OEG (°C) 1235 UEG (°C) <1115 KG max (°C) KG max (µm/min) n.b. n.b. n.b. Temperung 115h/1130°C % Verteilung der kristallinen Phase Cristobalit SiO2 Ba.Sr,-Feldspat (mkl) Celsian BaAl2SiO8 Zirkon ZrSiO4 Baddeleyit ZrO2 (mkl) Anorthit CaAl2Si2O8 % Gesamtanteil Cristobalit Feldspäte amorphe Phase Transmission (%) bei 330 nm (d = 1,0 mm) 67,10 63,10 64,40 - Aus den Vergleichsbeispielen V14–V16 ist erkennbar, dass mit 2-3-fachen Gehalten an TiO2 (in Gew.%)(verglichen mit mit MoO3-Gehalten in A1) eine entsprechende UV-Blockung von ca. 54% bis 58% nicht erreicht werden kann.
- Das erfindungsgemäße Glas zeigt bei einer Wellenlänge von 330 nm und einer Dicke von 1 mm eine Transmission von < 55% und übertrifft damit deutlich die in vielen Fällen geforderte maximale Durchlässigkeit von 58%, wie dies der beiliegenden
1 zu entnehmen ist.
Claims (9)
- Verwendung eines B2O3-freien, kristallisationsstabilen Aluminosilikatglases, enthaltend
zur Herstellung von Lampen, Kolben für Halogenlampen sowie als UV- Schutzglas, für Solarkollektoren, für flache Bildschirme und für pharmazeutische Verpackungen.50–66 Gew.-% SiO2 14–25 Gew.-% Al2O3 0–2 Gew.-% P2O5 0–7 Gew.-% MgO 5–14 Gew.-% CaO 0–8 Gew.-% SrO 6–18 Gew.-% BaO sowie 0,01–4 Gew.-% MoO3. - Verwendung eines borfreien Aluminiumsilikatglases nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass es Sb2O3 und As2O3 in einer Menge von höchstens 1 Gew.-% enthält.
- Verwendung eines borfreien Aluminiumsilikatglases nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es 0–8 Gew.-% TiO2, 0–2 Gew.-% WO3, 0–3 Gew.-% ZrO3 und/oder 0–1 Gew.-% CeO2 enthält.
- Verwendung eines borfreien Aluminiumsilikatglases nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es 0–1 Gew.-% Cl und/oder 0–3 Gew.-% SO3 enthält.
- Verwendung eines borfreien Aluminiumsilikatglases nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gesamtgehalt an Alkalioxid < 0,5 Gew.-% ist.
- Verwendung eines borfreien Aluminiumsilikatglases nach einem der vorhergehenden Ansprüche, erhältlich durch Läutern mit MoO3, Sulfat und/oder durch elektrochemisches Läutern.
- Verwendung eines borfreien Aluminiumsilikatglases nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es bei einer Schichtdicke von 1 mm eine Transmission im sichtbaren Bereich von > 90 % aufweist.
- Verwendung eines borfreien Aluminiumsilikatglases nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es bei 330 nm eine Transmission von < 58 % aufweist.
- Verfahren zur Herstellung eines B2O3-freien, kristallisationsstabilen Glases nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durch Herstellen einer Schmelze, die
enthält, Läutern der Schmelze und deren Abkühlung.50–66 Gew.-% SiO2 14–25 Gew.-% Al2O3 0–2 Gew.-% P2O5 0–7 Gew.-% MgO 5–14 Gew.-% CaO 0–8 Gew.-% SrO 6–18 Gew.-% BaO sowie mindestens 0,01 Gew.-% MoO3
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