CN1120810C - 无铅砷抗过度曝光玻璃 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电弧放电灯，它具有可在抗过度曝光的硼硅酸盐玻璃罩中发射可见光幅射和紫外线幅射的电弧放电光源。该玻璃罩是无铅无砷的，且其传输率在425nm波长处大于90%而在320nm波长处的紫外线幅射情况下不高于40%，在300nm处的紫外线幅射情况下为8%，而在290nm处的紫外线幅射情况下为0.5%。该玻璃罩的组分按重量百分比计包括至少约3.89%的Na2O，约1.5%的K2O，约0.15%的Li2O，约17%的B2O3，约1.4%的Al2O3，约0.6%的CaO，约0.35%的MgO，约0.15%的CeO2，约0.075%至0.30%的SnO2，而其余为SiO2。本发明还涉及一种具有上述组分的玻璃。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃，尤其涉及用于电灯的玻璃，进而涉及用于会产生过量紫外线幅射的电灯的玻璃。
背景技术
用于象高强度放电灯之类的电灯的吸收紫外线的玻璃成分包括铅和砷氧化物或者铅和铈的氧化物。铅和砷都是毒性材料，因此，最好是生产不含它们的玻璃。作为玻璃成分，砷氧化物通常作为净化剂用于难于净化的玻璃(即去除气泡)中。氧化铈(Ceria)已作为砷氧化物的替代品而且其对硼硅酸盐玻璃而言是一种优良的净化剂。但是，为了在制作高强度放电灯的外壳时用含氧化铈的硼硅酸盐玻璃组分，人们发现必须包含铅氧化物以防止氧化铈的过度曝光。没有铅的话，氧化铈会在紫外线幅射时产生多个光吸收中心。这些光吸收中心使外壳变黑并大大减少光输出。已经生产出了不含铅和砷氧化物的并对钨产生适宜封蔽的可用的玻璃。但是，这种玻璃(例如Schott 8487，它在欧洲用作灯芯柱和管脚)不足以在紫外线区吸收足够的幅射，从而不能用作外壳，因此需要两种玻璃，一种用于灯芯柱和管脚，而另一种用于外壳。Schott玻璃具有23％@300nm的透射比，而在美国使用的开口卡式灯泡则需满足UL1572性能指标的要求，其中，对透射比的规定为不大于8％@300nm。此外，作为一种用于高强度放电灯外壳的玻璃，其在可见波长范围(例如大于375nm)的吸收必须最小。
发明内容
因此，本发明的一个目的是消除先有技术的缺陷。
本发明的另一目的是制作一种对钨有封蔽能力的玻璃，它可用作灯芯玻璃，并具有在不产生过度曝光效应的情况下吸收紫外线的能力，从而可用作高强度放电灯的外壳玻璃。
本发明的另一目的是改善高强度放电灯的工作状况。
本发明的进一步目的是提供可以获得以上结果的无铅氧化物和无砷氧化物的玻璃。
本发明提供了一种无铅无砷，抗过度曝光玻璃，包括按重量百分比计为至少约3.89％的Na2O，约1.5％的K2O，约0.15％的Li2O，约17％的B2O3，约1.4％的Al2O3，约0.6％的CaO，约0.35％的MgO，约0.15％的CeO2，约0.075％至约0.30％的SnO2，以及其余为SiO2。
根据本发明的一个方面，所述CeO2为0.15％而且所述的SnO2为0.15％。
根据本发明的又一个方面，所述CeO2为0.15％而所述SnO2为0.075％。
根据本发明的再一个方面，所述CeO2为0.15％而所述SnO2为0.30％。
本发明进一步提供了一种具有电弧放电光源的电弧放电灯，所述电弧放电光源在硼硅酸盐玻璃外罩中发射可见光幅射和紫外线幅射，其中，所述硼硅酸盐玻璃的传输率在425nm波长处大于90％并且在320nm处的紫外线幅射的情况下不大于40％；在300nm波长处的紫外线幅射情况下为8％；在290nm的紫外线幅射情况下为0.5％；所述硼硅酸盐玻璃按重量百分比计为包括至少：约3.89％的Na2O；约1.5％的K2O；约0.15％的Li2O；约17％的B2O3；约1.4％的Al2O3；约0.6％的CaO；约0.35％的MgO；约0.15％至约0.25％的CeO2，约0.075％至约0.30％的SnO2，而其余则为SiO2。
通过提供具有发射可见光幅射和紫外线幅射且其光源包含于硼硅酸盐玻璃外壳中的电弧放电光源的电弧放电灯，可以达到这些目的。其中，硼硅酸盐玻璃外壳的传输率在425nm波长时大于90％并在320nm波长时的紫外线幅射情况下不高于40％；在300nm波长处的紫外线幅射情况下不高于8％，在290nm波长处的紫外线幅射的情况下不高于0.5％。且硼硅酸盐玻璃包括(接重量比计)至少约3.89％的Na2O，约1.5％的K2O，约0.15的Li2O，约17％的B2O3，约1.4％的Al2O3，约0.6％的CaO，约0.35％的MgO，约0.15％的CeO2，约0.075％到约0.15％的SnO2，以及SiO2补足的差额。
包含一氧化锡减少了氧化铈被过度曝光的可能，从而提供了无铅、无砷，吸收紫外线的过度曝光玻璃，它可用于高强度放电灯之类的灯泡中，这种玻璃有与钨相吻合的热膨胀系数。因此，它可用作灯芯玻璃以及外壳。
附图说明
图1示出了本发明的灯泡。
具体实施方式
为便于理解，在此参照附图对本发明的目的，优点及能力描述本发明。
现在参见附图，其中示出了高强度放电灯10。它包括由根据本发明构成的玻璃外壳12以及由固定装置16固定的电弧管14。电弧管14可由与外壳相同的玻璃制成的屏蔽板20所环绕。替换之，屏蔽板可以是石英之类的耐热材料并也可由固定装置16固定在灯泡10之中。
电能通过基座22，灯芯24以及电引导26和28而耦合到电弧管14。固定装置16支撑电弧管14和屏蔽板20。固定装置16包括一个通过紧固件31与灯芯24相连的金属支撑杆30。支撑杆30与灯壳上端的向内凸出物32相连，支撑杆30的中心部位与电弧管14和屏蔽板20的中心轴平行。固定装置16还包括上部夹子40和下部夹子42，它们把电弧管14和屏蔽板20固定到支撑杆30。夹子40和42与支撑杆30最好通过焊接相连。其详细结构可参见美国专利5,270,608，该文在此通过引述合并于本文。
以下的非限制性实例展示了本发明的玻璃：实例I
一种组分包括(接重量百分比)至少约3.89％的Na2O，约1.5％的K2O，约0.15％的Li2O，约17％的B2O3，约1.4％的Al2O3，约0.6％的CaO，约0.35％的MgO，约0.15％的CeO2，约0.15％的SnO2以及其余的为SiO2。
在上述其它组分相同的情况下比较具有和没有SnO2的基本玻璃时可观察到在指定波长处对过度曝光和无过度曝光情况下的透射比如下：表I
| 350nm | 375nm | 400nm | 425nm | |
| 基本玻璃[0.15wt％CeO2]无过度曝光过度曝光 | 80％55％ | 89％76％ | 91％86％ | 92％89％ |
| AS12[0.15％wt％CeO2/0.15wt％SnO2]无过度曝光过度曝光 | 88％67％ | 90％82％ | 91％89％ | 92％92％ |
把玻璃置于距2000瓦无外壳电子翻印灯(其工作电压为1000瓦，型号为MP2000T8/4J)下4英寸处502个小时，以进行过度曝光。这种灯泡可从Osram Sylvania Inc.Danvers，MA 01923，U.S.A.购买。实例II
所有组分与例I相同，不同之处仅在于SnO2的量成少到0.075重量百分比。
当比较具有和没有SnO2的实例II的基本玻璃时，在指定波长处对于过度曝光和非过度曝光情况下观察到以下表II所示之透射比：表II
实例III
| 350nm | 375nm | 400nm | 425nm | |
| 基本玻璃[0.15wt％CeO2]无过度曝光过度曝光 | 80％55％ | 89％76％ | 91％86％ | 92％89％ |
| AS17[0.15wt％CeO2/[0.075wt％SnO2]无过度曝光过度曝光 | 88％64％ | 91％81％ | 92％89％ | 92％92％ |
所有组分与实例I相同，不同之处仅在于SnO2的量增加至0.30重量百分比。
当其它成分相同，而只比较具有或没有SnO2的实例III基本玻璃时可观察到在指定波长处过度曝光和非过度曝光情况下所示的表III的透射率：表III
| 350nm | 375nm | 400nm | 425nm | |
| 基本玻璃[0.15％CeO2]无过度曝光过度曝光 | 80％55％ | 89％76％ | 91％86％ | 92％89％ |
| AS18[0.15％CeO2/0.30％SnO2]无过度曝光过度曝光 | 88％68％ | 91％82％ | 92％89％ | 92％92％ |
因此，本发明提供了一种无铅无砷的适用于电灯各部分(例如灯芯和外壳)的抗过度曝光玻璃。
虽然以上根据本发明的最佳实施例对本发明的原理已进行了叙述，但很清楚，本发明的技术领域内的技术人是可以根据本发明的原理对实施例进行修正和改型，因此，本发明的保护范围由权利要求书限定。
Claims (5)
1.一种无铅无砷，抗过度曝光玻璃，包括按重量百分比计为至少约3.89％的Na2O，约1.5％的K2O，约0.15％的Li2O，约17％的B2O3，约1.4％的Al2O3，约0.6％的CaO，约0.35％的MgO，约0.15％的CeO2，约0.075％至约0.30％的SnO2以及其余为SiO2。
2.根据权利要求1所述的玻璃，其中，所述CeO2为0.15％而且所述的SnO2为0.15％。
3.根据权利要求1所述的玻璃，其中，所述CeO2为0.15％而所述SnO2为0.075％。
4.根据权利要求1所述的玻璃，其中，所述CeO2为0.15％而所述SnO2为0.30％。
5.一种具有电弧放电光源的电弧放电灯，所述电弧放电光源在硼硅酸盐玻璃外罩中发射可见光幅射和紫外线幅射，其中，所述硼硅酸盐玻璃的传输率在425nm波长处大于90％并且在320nm处的紫外线幅射的情况下不大于40％；在300nm波长处的紫外线幅射情况下为8％；在290nm的紫外线幅射情况下为0.5％；所述硼硅酸盐玻璃按重量百分比计为包括至少：约3.89％的Na2O；约1.5％的K2O；约0.15％的Li2O；约17％的B2O3；约1.4％的Al2O3；约0.6％的CaO；约0.35％的MgO；约0.15％至约0.25％的CeO2，约0.075％至约0.30％的SnO2，而其余则为SiO2。
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