專利名稱：無鉛砷抗過度曝光玻璃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及玻璃，尤其涉及用于電燈的玻璃，進而涉及用于會產(chǎn)生過量紫外線幅射的電燈的玻璃。
用于象高強度放電燈之類的電燈的吸收紫外線的玻璃成分包括鉛和砷氧化物或者鉛和鈰的氧化物。鉛和砷都是毒性材料，因此，最好是生產(chǎn)不含它們的玻璃。作為玻璃成分，砷氧化物通常作為凈化劑用于難于凈化的玻璃(即去除氣泡)中。氧化鈰(Ceria)已作為砷氧化物的替代品而且其對硼硅酸鹽玻璃而言是一種優(yōu)良的凈化劑。但是，為了在制作高強度放電燈的外殼時用含氧化鈰的硼硅酸鹽玻璃組分，人們發(fā)現(xiàn)必須包含鉛氧化物以防止氧化鈰的過度曝光。沒有鉛的話，氧化鈰會在紫外線幅射時產(chǎn)生多個光吸收中心。這些光吸收中心使外殼變黑并大大減少光輸出。已經(jīng)生產(chǎn)出了不含鉛和砷氧化物的并對鎢產(chǎn)生適宜封蔽的可用的玻璃。但是，這種玻璃(例如Schott 8487，它在歐洲用作燈芯柱和管腳)不足以在紫外線區(qū)吸收足夠的幅射，從而不能用作外殼，因此需要兩種玻璃，一種用于燈芯柱和管腳，而另一種用于外殼。Schott玻璃具有23％@300nm的透射比，而在美國使用的開口卡式燈泡則需滿足UL1572性能指標的要求，其中，對透射比的規(guī)定為不大于8％@300nm。此外，作為一種用于高強度放電燈外殼的玻璃，其在可見波長范圍(例如大于375nm)的吸收必須最小。
因此，本發(fā)明的一個目的是消除先有技術(shù)的缺陷。
本發(fā)明的另一目的是制作一種對鎢有封蔽能力的玻璃，它可用作燈芯玻璃，并具有在不產(chǎn)生過度曝光效應的情況下吸收紫外線的能力，從而可用作高強度放電燈的外殼玻璃。
本發(fā)明的另一目的是改善高強度放電燈的工作狀況。
本發(fā)明的進一步目的是提供可以獲得以上結(jié)果的無鉛氧化物和無砷氧化物的玻璃。
通過提供具有發(fā)射可見光幅射和紫外線幅射且其光源包含于硼硅酸鹽玻璃外殼中的電弧放電光源的電弧放電燈，可以達到這些目的。其中，硼硅酸鹽玻璃外殼的傳輸率在425nm波長時大于90％并在320nm波長時的紫外線幅射情況下不高于40％；在300nm波長處的紫外線幅射情況下不高于8％，在290nm波長處的紫外線幅射的情況下不高于0.5％。且硼硅酸鹽玻璃包括(接重量比計)至少約3.89％的Na2O，約1.5％的K2O，約0.15的Li2O，約17％的B2O3，約1.4％的Al2O3，約0.6％的CaO，約0.35％的MgO，約0.15％的CeO2，約0.075％到約0.15％的SnO2，以及SiO2補足的差額。
包含一氧化錫減少了氧化鈰被過度曝光的可能，從而提供了無鉛、無砷，吸收紫外線的過度曝光玻璃，它可用于高強度放電燈之類的燈泡中，這種玻璃有與鎢相吻合的熱膨脹系數(shù)。因此，它可用作燈芯玻璃以及外殼。
圖1示出了本發(fā)明的燈泡。
為便于理解，在此參照附圖對本發(fā)明的目的，優(yōu)點及能力描述本發(fā)明。
現(xiàn)在參見附圖，其中示出了高強度放電燈10。它包括由根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的玻璃外殼12以及由固定裝置16固定的電弧管14。電弧管14可由與外殼相同的玻璃制成的屏蔽板20所環(huán)繞。替換之，屏蔽板可以是石英之類的耐熱材料并也可由固定裝置16固定在燈泡10之中。
電能通過基座22，燈芯24以及電引導26和28而耦合到電弧管14。固定裝置16支撐電弧管14和屏蔽板20。固定裝置16包括一個通過緊固件31與燈芯24相連的金屬支撐桿30。支撐桿30與燈殼上端的向內(nèi)凸出物32相連，支撐桿30的中心部位與電弧管14和屏蔽板20的中心軸平行。固定裝置16還包括上部夾子40和下部夾子42，它們把電弧管14和屏蔽板20固定到支撐桿30。夾子40和42與支撐桿30最好通過焊接相連。其詳細結(jié)構(gòu)可參見美國專利5,270,608，該文在此通過引述合并于本文。
以下的非限制性實例展示了本發(fā)明的玻璃實例I一種組分包括(接重量百分比)至少約3.89％的Na2O，約1.5％的K2O，約0.15％的Li2O，約17％的B2O3，約1.4％的Al2O3，約0.6％的CaO，約0.35％的MgO，約0.15％的CeO2.約0.15％的SnO2以及其余的為SiO2。
在上述其它組分相同的情況下比較具有和沒有SnO2的基本玻璃時可觀察到在指定波長處對過度曝光和無過度曝光情況下的透射比如下表I
把玻璃置于距2000瓦無外殼電子翻印燈(其工作電壓為1000瓦，型號為MP2000 T8/4J)下4英寸處502個小時，以進行過度曝光。這種燈泡可從Osram Sylvania Inc.Danvers，MA 01923，U.S.A.購買。實例II所有組分與例I相同，不同之處僅在于SnO2的量成少到0.075重量百分比。
當比較具有和沒有SnO2的實例II的基本玻璃時，在指定波長處對于過度曝光和非過度曝光情況下觀察到以下表II所示之透射比表II
實例III所有組分與實例I相同，不同之處僅在于SnO2的量增加至0.30重量百分比。
當其它成分相同，而只比較具有或沒有SnO2的實例III基本玻璃時可觀察到在指定波長處過度曝光和非過度曝光情況下所示的表III的透射率表III
因此，本發(fā)明提供了一種無鉛無砷的適用于電燈各部分(例如燈芯和外殼)的抗過度曝光玻璃。
雖然以上根據(jù)本發(fā)明的最佳實施例對本發(fā)明的原理已進行了敘述，但很清楚，本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人是可以根據(jù)本發(fā)明的原理對實施例進行修正和改型，因此，本發(fā)明的保護范圍由權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求
1.一種無鉛無砷，抗過度曝光玻璃，包括按重量百分比計為至少約3.89％的Na2O，約1.5％的K2O，約0.15％的Li2O，約17％的B2O3，約1.4％的Al2O3，約0.6％的CaO，約0.35％的MgO，約0.15％的CeO2，約0.075％至約0.30％的SnO2以及其余為SiO2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃，其中，所述CeO2為0.15％而且所述的SnO2為0.15％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃，其中，所述CeO2為0.15％而所述SnO2為0.075％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃，其中，所述CeO2為0.15％而所述SnO2為0.30％。
5.一種具有電弧放電光源的電弧放電燈，所述電弧放電光源在硼硅酸鹽玻璃外罩中發(fā)射可見光幅射和紫外線幅射，其中，所述硼硅酸鹽玻璃的傳輸率在425nm波長處大于90％并且在320nm處的紫外線幅射的情況下不大于40％；在300nm波長處的紫外線幅射情況下為8％；在290nm的紫外線幅射情況下為0.5％；所述硼硅酸鹽玻璃按重量百分比計為包括至少約3.89％的Na2O；約1.5％的K2O；約0.15％的Li2O；約17％的B2O3；約1.4％的Al2O3；約0.6％的CaO；約0.35％的MgO；約0.15％至約0.25％的CeO2，約0.075％至約0.30％的SnO2，而其余則為SiO2。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電弧放電燈，它具有可在抗過度曝光的硼硅酸鹽玻璃罩中發(fā)射可見光輻射和紫外線輻射的電弧放電光源。該玻璃罩是無鉛無砷的，且其傳輸率在425nm波長處大于90％而在320nm波長處的紫外線輻射情況下不高于40％，在300nm處的紫外線輻射情況下為8％，而在290nm處的紫外線輻射情況下為0.5％。該玻璃罩的組分按重量百分比計包括至少約3.89％的Na
文檔編號H01J61/30GK1140149SQ96103990
公開日1997年1月15日 申請日期1996年3月29日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月31日
發(fā)明者理查德·C·馬勒, R·布魯斯·畢道夫 申請人:奧斯瑞姆-塞爾維尼亞公司