JPH0729811B2 - タングステン−ハロゲン灯エンベロプ用ガラス及びその製造方法 - Google Patents
タングステン−ハロゲン灯エンベロプ用ガラス及びその製造方法Info
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- JPH0729811B2 JPH0729811B2 JP61127859A JP12785986A JPH0729811B2 JP H0729811 B2 JPH0729811 B2 JP H0729811B2 JP 61127859 A JP61127859 A JP 61127859A JP 12785986 A JP12785986 A JP 12785986A JP H0729811 B2 JPH0729811 B2 JP H0729811B2
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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
-
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- 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
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はタングステン−ハロゲン灯エンベロプとして使
用するためのガラスに関する。
用するためのガラスに関する。
（従来技術） 米国特許第4,302,250号はタングステン−ハロゲン灯と
従来の白熱灯に関して、それらの利点の議論を記載して
いる。また、この特許には、この種の電灯が作用する高
温度パラメーターおよび、灯エンベロプを大量生産する
ために適する成型性および融点を示すと共に、その応用
に要求される物理的性質を示すガラスを開発するために
行われた広範囲の研究が記載されている。この従来の研
究の例証として、この特許は米国特許第3,496,401号，
第3,978,362号，第4,060,423号および第4,255,198号を
引用し、これらの各特許に開示されたアルカリ土類アル
ミノケイ酸塩ガラスをタングステン−ハロゲン灯用エン
ベロプに製造したが、製造可能性に関して、または物理
的性質に関して、その有用性についての最適挙動は何ら
示されていない。
従来の白熱灯に関して、それらの利点の議論を記載して
いる。また、この特許には、この種の電灯が作用する高
温度パラメーターおよび、灯エンベロプを大量生産する
ために適する成型性および融点を示すと共に、その応用
に要求される物理的性質を示すガラスを開発するために
行われた広範囲の研究が記載されている。この従来の研
究の例証として、この特許は米国特許第3,496,401号，
第3,978,362号，第4,060,423号および第4,255,198号を
引用し、これらの各特許に開示されたアルカリ土類アル
ミノケイ酸塩ガラスをタングステン−ハロゲン灯用エン
ベロプに製造したが、製造可能性に関して、または物理
的性質に関して、その有用性についての最適挙動は何ら
示されていない。
米国特許第4,302,250号は、タングステン−ハロゲン灯
用エンベロプを製造することができ、モリブデン金属に
対し封じることができるガラス管類を製作するために適
した融点および成型特性、およびタングステン−ハロゲ
ン灯の操作条件にさらされるガラスに必要な物理化学的
性質を有するガラスに関する。従って、この特許のガラ
スは750℃よりも高い歪点、42〜44×10-7/℃の熱膨張率
（０゜〜300℃）、1300℃以下の液相線温度、少なくと
も40,000ポアズの液相線での粘度、および1520℃より高
くない温度で1000ポアズ以下の粘度を示すように設計さ
れた。これらの性質を示すガラスは酸化物を基準とした
重量パーセントで表される次の狭く限られた範囲の成分
から調製された。
用エンベロプを製造することができ、モリブデン金属に
対し封じることができるガラス管類を製作するために適
した融点および成型特性、およびタングステン−ハロゲ
ン灯の操作条件にさらされるガラスに必要な物理化学的
性質を有するガラスに関する。従って、この特許のガラ
スは750℃よりも高い歪点、42〜44×10-7/℃の熱膨張率
（０゜〜300℃）、1300℃以下の液相線温度、少なくと
も40,000ポアズの液相線での粘度、および1520℃より高
くない温度で1000ポアズ以下の粘度を示すように設計さ
れた。これらの性質を示すガラスは酸化物を基準とした
重量パーセントで表される次の狭く限られた範囲の成分
から調製された。
SiO2 64〜68 BaO ０〜５ CaO 11〜14 SrO ０〜４ Al2O3 16.5〜18.5 BaO＋SrO ２〜6.5 最も好ましいガラスでは、BaOとSrOは共に、少なくとも
３％の合計量および約2:1ないし1:2の範囲のモル比SrO:
BaOで存在する。
３％の合計量および約2:1ないし1:2の範囲のモル比SrO:
BaOで存在する。
（発明が解決しようとする問題点） 前記特許のガラスによって示された例外的に高い歪点
は、特に従来技術のアルカリ土類アルミノケイ酸塩ガラ
スによって可能である温度よりも高温で電灯操作ができ
る利点がある。しかし不幸にも、灯エンベロプに応用す
るためにこれらの物質を特に魅力あるものにする同じ高
温性能が、また種々の製造上の問題をもたらす。特に、
組合せた塩化物／硫酸塩清澄剤を含有するにもかかわら
ず、市販品として製造された管状材料は経済的に受け入
れられない水準の小泡（seeds）を含んでいた。従っ
て、前記特許（および本文中に提示した従来技術の特許
等）に開示されているようなアルカリ土類アルミノケイ
酸塩ガラスは従来、清澄用塩化物および／または硫酸塩
の使用に頼ってきた。
は、特に従来技術のアルカリ土類アルミノケイ酸塩ガラ
スによって可能である温度よりも高温で電灯操作ができ
る利点がある。しかし不幸にも、灯エンベロプに応用す
るためにこれらの物質を特に魅力あるものにする同じ高
温性能が、また種々の製造上の問題をもたらす。特に、
組合せた塩化物／硫酸塩清澄剤を含有するにもかかわら
ず、市販品として製造された管状材料は経済的に受け入
れられない水準の小泡（seeds）を含んでいた。従っ
て、前記特許（および本文中に提示した従来技術の特許
等）に開示されているようなアルカリ土類アルミノケイ
酸塩ガラスは従来、清澄用塩化物および／または硫酸塩
の使用に頼ってきた。
米国特許第4,302,250号に説明されているように、灯エ
ンベロプはガラス管から形成され、モリブデン金属の導
線をエンベロプ内に密封している。これら２つの操作に
は電灯製造作業を必要とする。従って、電灯製造のため
のガラスは熱的に安定でなければならない。すなわち、
失透，酸化再沸騰，および／または有害な縮小現象を過
度に受けるべきではない。さらに、ガラス成分は電灯操
作の間に灯エンベロプ内でハロゲン雰囲気と化学的に反
応してはいけない。ガラス清澄用塩化物および／または
硫化物の使用は上記基準を満足したが、上述したよう
に、これらの成分は市販品として許容できる水準まで、
米国特許第4,302,250号のガラスから調整された管の小
泡の数を減らすことに成功してはいない。
ンベロプはガラス管から形成され、モリブデン金属の導
線をエンベロプ内に密封している。これら２つの操作に
は電灯製造作業を必要とする。従って、電灯製造のため
のガラスは熱的に安定でなければならない。すなわち、
失透，酸化再沸騰，および／または有害な縮小現象を過
度に受けるべきではない。さらに、ガラス成分は電灯操
作の間に灯エンベロプ内でハロゲン雰囲気と化学的に反
応してはいけない。ガラス清澄用塩化物および／または
硫化物の使用は上記基準を満足したが、上述したよう
に、これらの成分は市販品として許容できる水準まで、
米国特許第4,302,250号のガラスから調整された管の小
泡の数を減らすことに成功してはいない。
従って、本発明の目的は、他の引用した必要条件を満足
すると同時に、この種のガラスの清澄を改良するための
手段を見出すことである。
すると同時に、この種のガラスの清澄を改良するための
手段を見出すことである。
（問題点を解決するための手段） この目的は米国特許第4,302,250号に開示されたガラス
組成物中に清澄剤として臨界的に限られた量のヒ素を含
有させることによって達成できることを見出した。従っ
て、本発明は概算で酸化物を基準とした重量％で表され
た次の成分、 SiO2 64〜68 BaO ０〜５ CaO 11〜14 SrO ０〜４ Al2O3 16.5〜18.5 BaO＋SrO ２〜6.5 から実質的に構成されるガラス組成物中に、As2O3に換
算して少なくとも0.17％の水準にて、しかも0.30％以下
の水準にて最終目的のガラス中に分析されるようなヒ素
を混入することである。最も好ましいガラスでは、BaO
およびSrOは共に合計量が少なくとも３％で、SrO:BaOの
モル比が約2:1〜1:2の範囲である。
組成物中に清澄剤として臨界的に限られた量のヒ素を含
有させることによって達成できることを見出した。従っ
て、本発明は概算で酸化物を基準とした重量％で表され
た次の成分、 SiO2 64〜68 BaO ０〜５ CaO 11〜14 SrO ０〜４ Al2O3 16.5〜18.5 BaO＋SrO ２〜6.5 から実質的に構成されるガラス組成物中に、As2O3に換
算して少なくとも0.17％の水準にて、しかも0.30％以下
の水準にて最終目的のガラス中に分析されるようなヒ素
を混入することである。最も好ましいガラスでは、BaO
およびSrOは共に合計量が少なくとも３％で、SrO:BaOの
モル比が約2:1〜1:2の範囲である。
ヒ素はガラス技術では清澄剤として良く知られている。
しかし一般に、ヒ素の減少によって黒ずんでいく障害の
ために、電灯製造を含む応用では使用されていなかっ
た。さらに、ガラスを溶融している間に塩化物および／
または硫化物はほぼ全量が除去されるのに対して、かな
りの割合のヒ素は種々の形態でガラス中に残存する。従
って、操作する電灯のハロゲンサイクルが汚染される危
険性がある。充分にガラスを清澄させるに足りるが、電
灯製造中にガラスが黒ずんだり、ハロゲンサイクルが汚
染されるほどではないヒ素の組成量を明確にできるかど
うかを調べた。
しかし一般に、ヒ素の減少によって黒ずんでいく障害の
ために、電灯製造を含む応用では使用されていなかっ
た。さらに、ガラスを溶融している間に塩化物および／
または硫化物はほぼ全量が除去されるのに対して、かな
りの割合のヒ素は種々の形態でガラス中に残存する。従
って、操作する電灯のハロゲンサイクルが汚染される危
険性がある。充分にガラスを清澄させるに足りるが、電
灯製造中にガラスが黒ずんだり、ハロゲンサイクルが汚
染されるほどではないヒ素の組成量を明確にできるかど
うかを調べた。
（実施例） 酸化物を基準とした重量パーセントで表された次に示す
成分から実質的に構成されるベース組成を有するガラス
のためのバッチを配合した。
成分から実質的に構成されるベース組成を有するガラス
のためのバッチを配合した。
SiO2 66.0 BaO 3.5 Al2O3 16.0 SrO 1.5 CaO 13.0 上述したように、硫酸塩清澄剤は市販用としてアルカリ
土類アルミノケイ酸塩ガラス組成物を使用する。従っ
て、CaSO4は硫酸塩清澄剤を与えるため約17重量％の従
来の分量で１バッチの構成成分となる。CaSO4の含有量
は約７重量％のCaO水準と同等である。小泡が全く存在
しないと理想的な条件を構成することは明らかである
が、工業的仕様書では16.39cm3（１立方インチ）当たり
10個までの小泡の存在が許される。不幸にも、上記の大
きい水準の硫酸塩は16.39cm3（１立方インチ）当たり10
個以下の数の小泡を保証しなかった。さらに添加して調
べたが、あまり成功しなかった。またSO2およびSO3が揮
発する結果、明らかに空気汚染の危険が増えることもあ
り、約20％のCaSO4と同等の濃度よりも大きい硫酸塩濃
度を用いることは妨げられた。
土類アルミノケイ酸塩ガラス組成物を使用する。従っ
て、CaSO4は硫酸塩清澄剤を与えるため約17重量％の従
来の分量で１バッチの構成成分となる。CaSO4の含有量
は約７重量％のCaO水準と同等である。小泡が全く存在
しないと理想的な条件を構成することは明らかである
が、工業的仕様書では16.39cm3（１立方インチ）当たり
10個までの小泡の存在が許される。不幸にも、上記の大
きい水準の硫酸塩は16.39cm3（１立方インチ）当たり10
個以下の数の小泡を保証しなかった。さらに添加して調
べたが、あまり成功しなかった。またSO2およびSO3が揮
発する結果、明らかに空気汚染の危険が増えることもあ
り、約20％のCaSO4と同等の濃度よりも大きい硫酸塩濃
度を用いることは妨げられた。
バッチを大きな市販の連続ガラス溶融タンクに充填し、
As2O3の形でヒ素の水準を変えながら溶融作業中バッチ
に添加した。従来のベロプロセスを用いながら管材料を
引出し、As2O3に関して管材料中のヒ素含量の化学分析
を毎日行い、管材料中の１日当たりの平均小泡数を決定
した。
As2O3の形でヒ素の水準を変えながら溶融作業中バッチ
に添加した。従来のベロプロセスを用いながら管材料を
引出し、As2O3に関して管材料中のヒ素含量の化学分析
を毎日行い、管材料中の１日当たりの平均小泡数を決定
した。
12日間ガラス溶融タンクを操作した所、As2O3としての
ヒ素分析値は0.15重量％の最小値から約0.34重量％の最
大値まで変化し、次いで最後には約0.22重量％まで戻っ
た。0.15％のAs2O3濃度では、小泡数は平均16.39cm
3（１立方インチ）当たり30個付近であった。0.18％のA
s2O3では、その数は16.39cm3（１立方インチ）当たり約
５個まで落ち、As2O3含量が高くなると共に低くなっ
た。しかし、電灯製造中にガラスの黒ずみが生じると、
0.3％をはるかに超えるAs2O3水準で極めて危険となる。
従って、約0.3％のAs2O3の分析濃度は実際の最大値を構
成し、0.17％では実際の最小値と見なされる。
ヒ素分析値は0.15重量％の最小値から約0.34重量％の最
大値まで変化し、次いで最後には約0.22重量％まで戻っ
た。0.15％のAs2O3濃度では、小泡数は平均16.39cm
3（１立方インチ）当たり30個付近であった。0.18％のA
s2O3では、その数は16.39cm3（１立方インチ）当たり約
５個まで落ち、As2O3含量が高くなると共に低くなっ
た。しかし、電灯製造中にガラスの黒ずみが生じると、
0.3％をはるかに超えるAs2O3水準で極めて危険となる。
従って、約0.3％のAs2O3の分析濃度は実際の最大値を構
成し、0.17％では実際の最小値と見なされる。
以上、バッチ中にヒ素が含有すると、16.39cm3（１立方
インチ）当たり10個以下の工業的仕様書の小泡では、特
に0.2％およびこれ以上のAs2O3分析水準で、一層低い硫
酸塩含有を達成することができる。しかし、小泡を極め
て低い数に維持するには、硫酸塩含量を約５％のCaSO4
に等しい量未満に減らさないようにすることが望まし
い。
インチ）当たり10個以下の工業的仕様書の小泡では、特
に0.2％およびこれ以上のAs2O3分析水準で、一層低い硫
酸塩含有を達成することができる。しかし、小泡を極め
て低い数に維持するには、硫酸塩含量を約５％のCaSO4
に等しい量未満に減らさないようにすることが望まし
い。
Claims (4)
- 【請求項１】16.39cm3（１立方インチ）当たり10個以下
の小泡水準、750℃よりも高い歪点、42〜44×10-7/℃の
熱膨張率（０゜〜300℃）、1300℃以下の液相線温度、
少なくとも40,000ポアズの液相線での粘度、1520℃より
高くない温度で1000ポアズ以下の粘度を示し、概算で酸
化物を基準とした重量％で表された次の成分、64〜68％
SiO2,11〜14％CaO,16.5〜18.5％Al2O3,および０〜４％S
rOおよび０〜５％BaOから成る２〜6.5％BaO＋SrOから実
質的に構成されたベース組成を有し、さらにAs2O3に換
算してガラス中に0.17〜0.3％As2O3を分析するようなヒ
素を含有し、モリブデン金属に対し封じるためのタング
ステン−ハロゲン灯エンベロプ用ガラス。 - 【請求項２】前記ベース組成が、SrO:BaOのモル比が2:1
〜1:2の範囲にある０〜４％SrOおよび０〜５％BaOから
成る３〜6.5％のBaO＋SrOを含み、As2O3に換算してガラ
ス中に0.2〜0.3％As2O3を分析するようなヒ素を含有す
る特許請求の範囲第１項記載のガラス。 - 【請求項３】16.39cm3（１立方インチ）当たり10個以下
の小泡水準、750℃よりも高い歪点、42〜44×10-7/℃の
熱膨張率（０゜〜300℃）、1300℃以下の液相線温度、
少なくとも40,000ポアズの液相線での粘度、および1520
℃より高くない温度で1000ポアズ以下の粘度を示し、モ
リブデン金属に対し封じるためのタングステン−ハロゲ
ン灯エンベロプ用ガラスを製造する方法において、 （ａ）概算で酸化物を基準とした重量％で表された次の
成分、64〜68％SiO2,11〜14％CaO,16.5〜18.5％Al2O3,
および０〜４％SrOおよび０〜５％BaOから成る２〜6.5
％BaO＋SrOから実質的に構成されたベース組成を有し、
ガラス中に分析値として約0.17〜0.3％As2O3を生成する
に十分なヒ素および少なくとも５％CaSO4に等しいが約2
0％CaSO4より多くない硫酸塩量を有するガラス用バッチ
を溶融し；次いで （ｂ）得られたメルトを冷却すると同時に、そこから所
望の形状のガラス体を形成する各工程を有するタングス
テン−ハロゲン灯エンベロプ用ガラスの製造方法。 - 【請求項４】前記ベース組成がSrO:BaOのモル比が2:1〜
1:2の範囲にある０〜４％SrOおよび０〜５％BaOから成
る３〜6.5％BaO＋SrOを含み、前記バッチがガラス中に
分析値として約0.2〜0.3％As2O3を生成するに十分なヒ
素を含有する特許請求の範囲第３項記載の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/742,430 US4607016A (en) | 1985-06-07 | 1985-06-07 | Glass for use as tungsten-halogen lamp envelopes |
| US742430 | 1985-06-07 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61286246A JPS61286246A (ja) | 1986-12-16 |
| JPH0729811B2 true JPH0729811B2 (ja) | 1995-04-05 |
Family
ID=24984815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61127859A Expired - Lifetime JPH0729811B2 (ja) | 1985-06-07 | 1986-06-02 | タングステン−ハロゲン灯エンベロプ用ガラス及びその製造方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4607016A (ja) |
| EP (1) | EP0204431B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0729811B2 (ja) |
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