耐日晒性高的高透射玻璃、其用途及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种耐日晒性高的高透射玻璃、其用途及其制造方法。具体地，本发明专利技术涉及透明度高并且具有非常好耐日晒性的玻璃。通过制造方法以特别的程度促成了良好的耐日晒性。通过对氧化气体鼓泡的针对性使用降低了还原的多价离子物质的浓度。本发明专利技术还涉及一种制造根据本发明专利技术的玻璃的方法并且涉及其特别地作为光波导管中芯玻璃的用途。另外，本发明专利技术涉及包含根据本发明专利技术的玻璃作为芯玻璃以及包层玻璃的光波导管。

High transmission glass with high sun resistance, its application and manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
耐日晒性高的高透射玻璃、其用途及其制造方法本申请是申请日为2013年1月11日、申请号为201380005282.8、专利技术名称为“耐日晒性高的高透射玻璃、其用途及其制造方法”的中国专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种耐日晒性高的高透射玻璃、其用途及其制造方法。具体地，本专利技术涉及非常透明并且具有非常好耐日晒性的玻璃、其制造方法及其用途。优选地，将本专利技术的玻璃用作光纤中的芯玻璃。此外，本专利技术涉及包含包层玻璃和根据本专利技术的玻璃作为芯玻璃的光纤。本专利技术还涉及此类玻璃在成像、投影、电信、光通信工程、移动驱动器和激光技术以及光学元件或此类光学元件的预制件的领域中的用途。
技术介绍
光纤光缆正越来越多地用于以下领域中的光传输中：不同的技术和医学领域，例如通用工业工程、照明和交通工程、汽车；医学工程领域，例如牙科药物或内诊镜检查等。由玻璃制造的光纤光缆因其良好的耐热性和耐化学性而经常得到使用，其由一起放成纤维束的单纤维组成。如通常所知的，单光纤中的光是通过全内反射传输的。最常用的光纤是阶梯折射率纤维，其由芯玻璃的芯组成，其中芯玻璃特征在于在其横截面上具有恒定的折射率。由特征在于折射率低于芯玻璃的包层玻璃护层包围芯玻璃。在芯和包层玻璃之间的界面处发生全内反射。如通常所知的，可耦合到此类纤维中的光的量与纤维的数值孔径(NA)的平方和纤维芯的横截面成比例。NA对应于其中纤维可收到光的角范围的凹处。还将角范围规定为孔径角。除数值孔径以外，自然地，纤维中光的衰减起到显著的作用。因此，可仅使用具有低衰减的芯玻璃。熔化此类芯玻璃的原料因纯度高而相对昂贵。这可能导致此类纤维或由此制造的光纤的制造成本高。此外，出于环境保护的原因，不应使用毒性组分例如PbO、CdO、As2O3、BeO、HgO、Tl2O、ThO2。除了在光纤光缆中传输的光的量之外，色偏低的光的传输经常起到显著的作用。由于纤维所含的芯玻璃的光谱透射依赖性，因此光源中耦合的颜色轨迹或多或少发生显著的色彩偏移。这通常导致发射光变黄。这会干扰其中中性色再现是至关重要的应用，例如在医学内诊镜检查中、在用于区分例如健康组织和恶性组织的图像的照相文件中，等。特别地，在移动应用中，纤维的可靠性具有重要性，即关于暴露于在约-50℃和110℃之间的温度变化的耐老化性、对机械应变尤其疲劳强度的耐受性，以及对环境影响和清洗程序的耐化学性。在这方面，尤其所述芯的耐气候性和所述芯对碱溶液的耐受性是重要的。纤维的致密性也是重要的，因为其对飞机或汽车的负载能力和燃料消耗具有直接的影响。阶梯折射率纤维的致密性主要取决于芯玻璃的致密性。通过所谓的双坩埚或棒管工艺从多组分玻璃制造光学阶梯折射率纤维。在每种情况下，将芯和包层玻璃加热至对应于在105至106dPas之间的粘度范围的温度，并从而抽拉成纤维。为了制造衰减低的稳定纤维，芯和包层玻璃的特征必须一方面在于在一系列特性例如粘度梯度、热膨胀系数、结晶倾向等方面彼此相容。另一方面，其必须特征在于具有高度的纯度，其如上文所说明的是通过使用纯原料并且最重要地通过制造工艺来保证。特别地，在芯和包层玻璃之间，在芯和包层玻璃之间的界面处，不能发生反应，例如扩散或结晶，其将干扰纤维芯中引导光的全内反射，并从而提高衰减。此外，结晶会损害纤维的机械稳定性。此外，在玻璃制造期间用作精炼剂或作为污染物引入玻璃中的多价组分影响辐射源使用中光谱透射的变化。将这种效应称作日晒作用。此外，熔化集料具有重要性，因为其也可导致污染，并从而负面影响衰减和其它特征。以这种方式，从PT集料沉积铂可增大短波长范围中的衰减参数。相比之下，在石英集料中，SiO2集料的溶解度提高。玻璃中SiO2和污染物(例如Fe)的沉积增加引起特征例如折射率或衰减率发生变化。这种初始化的更不稳定的熔化工艺阻碍了这些参数的调节。如之前所提及的，日晒作用是在被光例如UV光照射之后，在玻璃的不同波长范围内的透射率的降低。对玻璃的照射时间越长，这种效应的程度越高。对于光纤，必须保持尽可能低的日晒作用，因为其经常受到强烈的曝光。可通过将照射前后玻璃的透射彼此相比较来测量日晒作用。在此处使用与标准光类型D65相比的色温的降低来度量。标准光类型D65对应于普朗克辐射体(黑体)在温度6500K下的辐射分布。这或多或少对应于阴天的日光的辐射分布。由光纤的透射光谱计算色点和色温D65。首先，测量未受照射的光纤的光谱并且计算色温。在由光源照射之后，在芯玻璃中出现使UV和VIS范围内的透射衰减的色心和缺陷。计算未受照射和经过照射的光纤之间的色温差并且将其用作日晒作用的度量。玻璃在受到照射下，透射率也会降低。观察者实现了透射光的色觉的部分明显的偏移。对于普通的观察者，从150K的色温变化D65起，可注意到差异。实际上，光纤需要高色温以保证被照明的物体有良好的色彩再现性和因此纯的色彩印象。尤其地，用作光纤中芯玻璃的玻璃必须具有低衰减(单位为dB/km)。毕竟，必须以与尽可能低的吸收相关的方式在光纤中经相对长的距离传输光。DE10245987B3描述了含铅芯玻璃，其特征在于低衰减和中性色透射，并且以使用环境友好的原料的方式制造。所述玻璃不含锡。在对这种玻璃在高温下进行锡精炼的情况下，在这种情况下是所需要的，在900至1100nm下的衰减将大幅提高。在这种玻璃的情况下，仅可在低波长下实现低衰减，在IR范围内，在约1050nm下将产生强的Fe2+带。此外，推测玻璃因为使用了常见的精炼剂(氧化锑和砷)而显示高的日晒作用倾向。此外，由于毒性作用，因此不期望有这些精炼剂。DE102007063463A1描述了光纤用芯玻璃。该申请中所述的玻璃必须在低温下精炼，这是因为，否则玻璃中的铂含量会变得过高。提出As2O3和Sb2O3作为优选的精炼剂。在使用这些精炼剂下，不能实现优异的耐日晒性。锡精炼不是推荐的选项。DE3026605A1描述了耐久性良好的光学玻璃。然而，其使用大量的CaO和MgO。此外，使用TiO2，其影响玻璃尤其在UV范围内的衰减。因此，在此类玻璃中没有实现本专利技术的衰减参数，此外这也不是其预期应用所必需的，因为其旨在制造薄的玻璃层而非制造玻璃纤维。JP2009-203083A描述了具有少量SiO2的玻璃组合物。从而，不能获得必需的玻璃纤维耐化学性。此外，使用许多提高折射率的组分，其因总是存在的污染而阻止了良好的衰减。JP2009-263141A教导了必须含有TiO2并且用典型的精炼剂精炼的光学玻璃。从而不能获得根据本专利技术的衰减参数。明确地，在现有技术中，已知在不使用PbO的情况下而允许合理的衰减的芯玻璃。但是这种衰减通常仅是指约400至800nm的波长范围。在IR波长范围中，还没有实现此类衰减。另外，在现有技术中，省去作为玻璃组分的PbO会使PbO介导的耐日晒性大幅降低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供耐日晒性高并且衰减率低的玻璃。应将所述玻璃用作光缆中的芯玻璃。此外，应将该玻璃制造成具有高纯度并且其应具有良好的耐受性特征，尤其是对碱性溶液的耐受性。对碱性溶液的耐受性对于玻璃在医学领域中的用途是重要的。在这些领域，经常将碱性溶液用作清洁剂。通过专利权利要求书的主题达到所述目的。通过包含SnO2并且特征在于在波长1050nm下的衰减最多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有改进的耐日晒性的纤维玻璃，其包含SnO2并且在波长1050nm下具有≤1300dB/km的衰减，其中所述纤维玻璃含有最多2.8重量％的Al2O3，其中所述纤维玻璃中含有最多15重量％的B2O3，其中所述玻璃中SiO2的含量是至多53重量％并且其中La2O3的含量是至少9重量％。

【技术特征摘要】
2012.01.12 DE 102012100233.91.一种具有改进的耐日晒性的纤维玻璃，其包含SnO2并且在波长1050nm下具有≤1300dB/km的衰减，其中所述纤维玻璃含有最多2.8重量％的Al2O3，其中所述纤维玻璃中含有最多15重量％的B2O3，其中所述玻璃中SiO2的含量是至多53重量％并且其中La2O3的含量是至少9重量％。2.根据权利要求1所述的纤维玻璃，其中其在波长1050nm下的所述衰减<400dB/km。3.根据权利要求1所述的纤维玻璃，其中其在波长1050nm下的所述衰减是400至1300dB/km。4.根据权利要求1所述的纤维玻璃，其中所述纤维玻璃包含含量为0至10ppm的Fe2+和/或Fe3+。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的纤维玻璃，其中所述纤维玻璃含有浓度<200ppb的MnO。6.根据权利要求1至4中的任一项所述的纤维玻璃，其中所述纤维玻璃含有浓度为200至500ppb的MnO。7.根据权利要求1至4中的任一项所述的纤维玻璃，其中所述纤维玻璃不含PbO、As2O3和Sb2O3。8.根据权利要求1至4中的任一项所述的纤维玻璃，其中所述玻璃包含1重量％至6.9重量％的ZrO2。9.根据权利要求1至4中的任一项所述的纤维玻璃，其中所述玻璃中SiO2的含量是至多35重量％并且其中L...

【专利技术属性】
技术研发人员：西蒙·里特尔，乌韦·科尔伯格，斯蒂芬尼·汉森，托马斯·魏因格特纳，卡罗琳·德卢卡，托马斯·基施，彼得弗朗茨·斯基巴，
申请(专利权)人：肖特公开股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE