An Halogenlampengläser werden bestimmte Anforderungen nicht nur hinsichtlich der Temperaturbelastbarkeit, ausgedrückt durch ihre Transformationstemperatur Tg (gefordert ist für Kolbentemperaturen von 2 650 °C Tg 2 700 °C), und der Verschmelzbarkeit mit dem Elektroden-und Zuleitungsmaterial, ausgedrückt durch eine ans Material angepasste thermische Dehnung, d. h. einem gleichen oder ähnlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten (gefordert ist bspw. für die Anpassung an Molybdän-Komponenten ein a20/30o zwischen 4,3 x 10-6/K und 4,95 x 10-6/K), sondern auch hinsichtlich ihres Transmissionsverlaufs gestellt.

So ist im sichtbaren Wellenlängenbereich (VIS) eine möglichst hohe Lichtdurch- lässigkeit gefordert, um eine hohe Lichtausbeute der Lampe zu erhalten. Auch im infraroten Bereich (IR) ist eine hohe Transmission erwünscht, da so mehr Wär- mestrahlung abgegeben werden kann und die Temperatur innerhalb der Lampe geringer bleibt. So wird die thermische Belastbarkeit der Halogenlampe erhöht.

Im ultravioletten Bereich (UV) soll die Transmission möglichst gering sein, und der Übergang vom undurchlässigen (d. h. Transmissionsgrad < 0,01 bei einer Schichtdicke von 1 mm) UV-Bereich zum durchlässigen VIS-Bereich soll mög- lichst kurz sein, d. h. die Transmissionskurve soll in diesem Bereich möglichst steil verlaufen. Man spricht hier von der UV-Kante. Sie ist definiert bei einer Transmission von 58 %. Sie soll im Wellenlängenbereich zwischen 280 und 400 mm einstellbar sein.

Für ein Glas als Kolbenmaterial sind die Mindestanforderungen an die Transmis- sion im sichtbaren und für die Bereitstellung einer in ihrer thermischen Belastbar- keit verbesserten Lampe auch im infraroten Bereich, also im Wellenlängenbe- reich zwischen 500 nm und 1500 nm ein spektraler Transmissionsgrad von we- nigstens 0,9 (bei einer Probendicke von 1,0 mm).

Ein Glas muss für die Verwendung als Kolbenglas für Halogenlampenkolben im wesentlichen alkalioxidfrei sein, da Alkaliionen den regenerativen Halogenkreis- lauf der Lampe stören, wodurch sich Wolfram statt auf der Wendel auf der Glaskolbeninnenseite als schwarzer störender Belag abscheidet.

Ein weiteres Problem sind Aufwachsungen auf der Wolfram-Glühwendel. Sie be- einträchtigen die Lebensdauer der Lampe.

Ein weiteres Problem stellt die Bildung weißer Beläge an der Innenseite von Ha- logenlampen dar. Es handelt sich hier bei um einen Halogenid-Niederschlag, der durch Reaktion von Halogen aus der Lampenfüllung mit der Glasoberfläche ge- bildet wird. Solche Beläge vermindern die Lichtausbeute.

Bisherige Gläser für Halogenlampen zeigen verschiedene Nachteile, insbesonde- re erfüllen sie nicht die erhöhten Anforderungen an die IR-Transmission.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein UV-undurchlässiges Glas mit einstellba- rer UV-Kante und mit hoher Transmission im sichtbaren und im IR sowie mit ei- ner an das Ausdehnungsverhalten von Molybdän angepassten thermischen Dehnung bereitzustellen, das für die Verwendung als Kolbenmaterial für Halo- genlampenkolben geeignet ist.

Es ist insbesondere Aufgabe der Erfindung, ein Glas zu finden, bei dessen Ver- wendung als Halogenlampenkolbenglas besagte Aufwachsungen auf der Wendel und Niederschläge an der Kolbeninnenseite verringert werden.

Die Aufgaben werden durch ein Erdalkalialuminosilicatglas gemäß dem Haupt- anspruch gelöst.

Das Glas besteht aus dem Grundglassystem (in Gew. -% auf Oxidbasis) Si02 > 58-62 B203 0-5,5 Al203 13,5-17, 5 MgO 0-7 CaO 5,5-14 SrO 0-8 BaO 6-14 ZrO2 0-2 Gläser innerhalb dieses oder ähnlicher Grundglassysteme sind bereits aus DE 197 47 355 C1, DE 197 47 354 C1, DE 197 58 481 C1, WO 99/14794, DE 100 06 305 A1 und DE 100 22 769 A1 bekannt.

Erfindungswesentlich sind die beiden Komponenten Ce02 und Ti02, die in spe- <BR> <BR> ziellen Anteilen, und zwar mit 0,001 bis 0,5 Gew. -% Ce02 und mit 0,01 bis 2<BR> Gew. -% Ti02, im Glas vorliegen. Durch das gleichzeitige Vorhandensein dieser beiden Komponenten in den genannten Mengen wird die UV-Kante im ge- wünschten Wellenlängenbereich zwischen 280 nm und 400 nm erhalten und kann dort bevorzugt zwischen 310 nm und 350 nm eingestellt werden, und wird die Absorption im IR-Bereich minimiert. Das gleichzeitige Vorhandensein von Ce02 und Ti02 führt zu einer synergistischen UV-Blockung, d. h. dass die die UV- Strahlung blockierende Wirkung die Summe der Einzelwirkungen übersteigt.

Durch die Zugabe von Ce02 in Verbindung mit Ti02 wird die Solarisationsstabili- tät des Glases erhöht. Ce02 hat auch Läutermittelfunktion.

Höhere als die genannten Gehalte an Ce02 würden die Absorption im sichtbaren Bereich erhöhen, was zu einer Braunfärbung führen würde. Höhere Gehalte an Ti02 würden die UV-Kante in den längerwelligen, den sichtbaren Bereich ver- schieben und somit zur Gelbfärbung der Gläser führen.

Vorzugsweise beträgt der Gehalt an Ce02 0,001-0, 2 Gew. -%. Bevorzugt ist ein<BR> Gehalt an Ce02 zwischen 0,01 und 0,2 Gew. -%, besonders bevorzugt zwischen<BR> 0,01 und 0,1 Gew. -%, bevorzugt ist ein Gehalt an Ti02 zwischen 0,01 und 1<BR> Gew. -%, besonders bevorzugt zwischen 0,03 und 0,8 Gew. -%, ganz besonders<BR> bevorzugt zwischen 0,1 und 0,8 Gew. -%.

Ein Glas des genannten Zusammensetzungsbereichs muss für die Verwendung als Kolbenglas für Halogenlampenkolben im wesentlichen alkalioxidfrei sein, da Alkaliionen den regenerativen Halogenkreislauf der Lampe stören. Unter im we- sentlichen alkalioxidfrei werden hier auch noch durch Verunreinigungen hervor- gerufene Alkalioxidgehalte von bis zu 0,1 Gew. -% verstanden.

Das erfindungsgemäße Glas ist auch im wesentlichen, d. h. bis auf unvermeidba- re Verunreinigungen, frei von Eisenoxiden. Eisenoxide würden die Transmission im sichtbaren und vor allem im IR-Bereich herabsetzen. Nicht weiter störende und bei üblichen Bedingungen bei der Glasherstellung und bei Verwendung übli- cher Rohstoffe unvermeidbare Verunreinigungen an Eisenoxiden können bis zu 0,04 Gew. -% angegeben als Fe203, betragen.

Überraschenderweise sind die Elemente mit hohen Ordnungszahlen aufweisen- den Dotierstoffe Ce02 und Ti02 auch im hier vorliegenden alkalifreien Glassys- tem unproblematisch hinsichtlich des Einschmelzverhaltens des Gemenges und führen nicht zu Glasfehlern.

Das erfindungsgemäße Glas besitzt einen thermischen Ausdehnungskoeffizien- ten a20/300 zwischen 4,3 x 10-6/K und 4,95 x 10-6/K und ist damit in seiner thermi- schen Dehnung gut an Molybdän, dem für Halogenlampenkolben üblichen Glas- durchführungsmaterial angepasst.

Das erfindungsgemäße Glas besitzt eine Transformationstemperatur Tg von we- nigstens 780 °C und weist damit eine für Kolbengläser für Halogenlampen ge- eignete Temperaturbelastbarkeit auf.

Auch der Transmissionsverlauf des Glases, insbesondere der spektrale Trans- missionsgrad zwischen k= 500 nm und k= 1500 nm von 2 0,9 bei einer Proben- dicke von 1,0 mm, lässt das erfindungsgemäße Glas für die Verwendung als ein verbessertes Kolbenglas für Halogenlampen hervorragend geeignet sein.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Glas aus dem Zusammenset- zungsbereich (in Gew. -% auf Oxidbasis) : Si02 59-62 B203 3-5,5 Al203 13,5-15, 5 MgO 2, 5-5 CaO 8,2-10, 5 BaO 8,5-9, 5 Zr02 0-1 Ce02 0,001-0, 2 vorzugsweise 0,01-0, 1 Ti02 0,01-2 vorzugsweise 0,01-1 Ein Glas aus diesem Zusammensetzungsbereich ist vor allem als Kolbenglas für Halogenlampen mit Kolbentemperaturen von maximal 650 °C geeignet.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist das Glas aus dem Zusam- mensetzungsbereich (in Gew. -% auf Oxidbasis) : Si02 > 58-62 B203 0-1 bevorzugt 0,2-0, 7 Al203 14-17,5 bevorzugt 15-17,5 MgO 0-6 bevorzugt 0-< 1 CaO 5,5-14 SrO 0-8 BaO 6-14 bevorzugt 6-10 Zr02 0-1 bevorzugt 0, 05-1 Ce02 0,001-0, 2 vorzugsweise 0,01-0, 1 Tir2 0,01-2 vorzugsweise 0, 01-1 Ein Glas aus diesem Zusammensetzungsbereich ist insbesondere als Kolben- glas für Halogenlampen mit Kolbentemperaturen von mehr als 650 °C geeignet.

Anhand von Ausführungsbeispielen sollen die Vorteile des erfindungsgemäßen Glases, insbesondere seine verbesserten Transmissionseigenschaften, verdeut- licht werden.

Zur Herstellung der Beispielgläser und des Vergleichsglases wurden übliche Rohstoffe verwendet.

Bei der Berechnung der Gemengezusammensetzung wurde berücksichtigt, dass auch Ti02 in manchen Rohstoffen, z. B. in Zr02, als Verunreinigung vorhanden ist.

Das gut homogenisierte Gemenge wurde im Labor in einem Tiegel aus Quarz- glas bei 1640° C geschmolzen, geläutert und homogenisiert.

Es wurden Gläser der Grundglaszusammensetzung (in Gew. -% auf Oxidbasis) Si02 60,85 ; Al203 16, 5 ; CaO 13,5 ; B203 0,3 ; Zr02 1,0 ; BaO 7,85 hergestellt. Wei- ter enthalten die Gläser : - Ausführungsbeispiel 1 (A1) : 190 ppm Ce02, 1100 ppm Ti02, als Verunreinigung 320 ppm Fe203 - Ausführungsbeispiel 2 (A2) : 240 ppm Ce02, 470 ppm Ti02, als Verunreinigung 260 ppm Fe203 - Vergleichsbeispiel 1 (V1) : < 10 ppm Ce02, 170 ppm Ti02, 440 ppm Fe203 - Ausführungsbeispiel 3 (A3) 580 ppm Ce02, 150 ppm Ti02, als Verunreinigung 220 ppm Fe203 - Ausführungsbeispiel 4 (A4) 830 ppm Ce02, 160 ppm Ti02, als Verunreinigung 240 ppm Fe203 - Ausführungsbeispiel 5 (A5) 10 ppm Ce02, 570 ppm Ti02, als Verunreinigung 230 ppm Fe203 - Ausführungsbeispiel 6 (A6) 10 ppm Ce02, 850 ppm Ti02, als Verunreinigung 160 ppm Fe203 - Ausführungsbeispiel 7 (A7) 100 ppm Ce02, 5000 ppm Ti02, als Verunreinigung 290 ppm Fe203 - Vergleichsbeispiel 2 (V2) kein Ce02, kein Ti02, 500 ppm Fe203 - Vergleichsbeispiel 3 (V3) kein Ce02, kein Ti02, 290 ppm Fe203 - Ausführungsbeispiel 8 (A8) 10 ppm Ce02, 5000 ppm Ti02, als Verunreinigung 290 ppm Fe203 - Vergleichsbeispiel 4 (V4) kein Ce02, kein Ti02, 290 ppm Fe203 Der Alkaligehalt beträgt bei allen Gläsern < 300 ppm Für alle Gläser beträgt Tg 790 °C und (X20/300 4,7 x 1 0-'/K.

Abbildung 1 zeigt die Transmissionskurven (spektraler Transmissionsgrad versus Wellenlänge) für die Ausführungsbeispiele A1, A2 und das Vergleichsbeispiel V1 (Probendicke jeweils 1,0 mm) im Wellenlängenbereich von 500 nm bis 1500 nm.

Die Abbildung 1 dokumentiert die hohe Transmission der erfindungsgemäßen Gläser mit ihrer definierten Dotierung mit Ti02 und Ce02, insbesondere im Ver- gleich mit demselben Grundglas mit der Fe203-Dotierung des Standes der Tech- nik. Durch die erhöhte IR-Transmission wird bei Verwendung als Lampenkolben- glas mehr Wärme abgeführt, was letztlich eine höhere Temperaturbelastbarkeit einer mit dem erfindungsgemäßen Glas hergestellten Lampe bedeutet.

Für die Ausführungsbeispiele A1-A6 und das Vergleichsbeispiel V1 wurde T T330 (1 mm), also der spektrale Transmissionsgrad bei der Wellenlänge A = 330 nm, gemessen bei einer Probendicke von 1 mm, bestimmt. Er beträgt für A1 58,9 %, für A2 57,6 % und für V1 58,1 %, für A3 42,6 %, für A4 33,5 %, für A5 71,0 % und für A6 69, 2 %.

Mit der Definition der UV-Kante bei einer Transmission von 58 % verweist ein n330 < 58 % auf eine UV-Kante > 330 nm und ein T330 > 58 % auf eine UV-Kante < 330 nm. So verdeutlichen diese Ausführungsbeispiele die Variierbarkeit, also die Einstellbarkeit, der UV-Kante im gewünschten Wellenlängenbereich.

Abbildung 2 zeigt die Transmissionskurven (spektraler Transmissionsgrad versus Wellenlänge für die Ausführungsbeispiele A1, A2 und das Vergleichsbeispiel V1 (Probendicke jeweils 1,0 mm) für den Wellenlängenbereich von 200 nm bis 500 nm.

Bei 330 nm haben diese Gläser einen Transmissionsgrad von ca. 58 %. Dort liegt ihre UV-Kante.

Die Abbildung 2 dokumentiert die hohe UV-Absorption (Transmission < 0,01 %) und die Steilheit der UV-Kante. Die Abbildung 2 dokumentiert, dass bei den er- findungsgemäß dotierten Gläsern dieselbe UV-Kantenlage wie beim Fe203- dotierten Glas des Standes der Technik einstellbar ist.

Mit dem erfindungsgemäßen Glas mit seiner CeO2-und Ti02-Dotierung kann al- so, wie in dieser Abbildung 2 gezeigt, auf die Fe203-Dotierung verzichtet werden, so dass der in Abbildung 1 verdeutlichte Vorteil der hohen IR-Transmission ohne Nachteil erzielt wird.

Abbildung 3 zeigt eine Bewertung der pathologischen Aufwachsungen am Wolf- ram-Gewickel für Lampen mit Kolben aus Gläsern der Beispiele A7 und V2 und V3. Die Tests wurden am Lampentyp H7 unter Applikationsbedingungen im Scheinwerfer durchgeführt. Die Brenndauer betrug ca. 1000 h.

Bewertet wurden anhand eines visuellen Bewertungssystems von 1 (= sehr gut = keine Aufwachsungen) bis 6 (= extrem schlecht = so starke Aufwachsungen, dass die Wendelwicklungen durch sie kurz geschlossen wurden).

Die Ergebnisse zeigen, dass bei dem erfindungsgemäßen Glas mit seiner Ce02- und Ti02-Dotierung deutlich weniger Aufwachsungen an der Wolfram- Glühwendel zu beobachten sind. Dadurch wird die Lebensdauer der Lampen deutlich erhöht.

Das Ergebnis für V3 zeigt, das eine Verringerung des Fe203-Gehalts bereits eine leichte Reduktion der Aufwachsungen bewirkt. Ein weiteres Reduzieren durch weiteres Reduzieren des Fe203-Gehalts wäre nur noch bedingt und durch Ver- wendung extrem eisenarmer Rohstoffe möglich, was die Produktion der Gläser enorm verteuern würde. Mit dem erfindungsgemäßen Glas wurde also ein Glas gefunden, das die gewünschten Verbesserungen hinsichtlich Verringerung der Aufwachsungen auf der Wendel und Erhöhung der Lebensdauer der Lampe er- möglicht, und dies ohne besondere Anforderungen an die Reinheit der verwen- deten Rohstoffe, also ein Lampenglas, das größere Mengen an Fe203- Verunreinigungen toleriert und dessen Herstellung dadurch preiswerter ist.

Abbildung 4 zeigt eine Bewertung der Bildung weißer Niederschläge für die Glä- ser der Beispiele A8 und V4 im Kontakt mit dem Füllgas von Halogenlampen. Die Tests wurden folgendermaßen durchgeführt : Glasrohrabschnitte wurden zu Ampullen eingeschmolzen. Die Ampullen wurden mit 1000 ppm Cl2BrCH und mit ca. 2,5 bar Xenon gefüllt. Anschließend wurden sie 92 h bei 700 °C im Ofen belassen.

Bewertet wurde anhand eines visuellen Bewertungssystems von 1 (= sehr gut = keine Beläge) bis 4 (= schlecht = starke Beläge).

Die Ergebnisse zeigen, dass bei dem erfindungsgemäßen Glas mit seiner Ce02- und Ti02-Dotierung deutlich weniger weiße Beläge zu beobachten sind. Dadurch wird im Lampenbetrieb die Lichtausbeute verbessert.

Das erfindungsgemäße Glas stellt also ein Glas mit einstellbarer UV-Kante, mit hoher Transmission im VIS-und im IR-Bereich, mit einem an das Ausdehnungs- verhalten von Molybdän angepassten thermischen Ausdehnungskoeffizienten dar, das für die Verwendung als Halogenlampenkolbenglas gut geeignet ist, ins- besondere, da Halogenlampen mit Kolben aus diesem Glas weniger anfällig für Niederschläge auf der Kolbeninnenseite und für Aufwachsungen auf der Wolf- ram-Wendel sind.