平板玻璃、其制造方法以及其应用技术

本发明专利技术涉及一种平板玻璃，优选对于在200nm至1500nm的波长范围中的电磁辐射具有高透射性的平板玻璃。

Flat glass, its manufacturing method and Application

The invention relates to a flat glass, preferably a flat glass with high transmissivity for electromagnetic radiation in the wavelength range of 200nm to 1500nm.

【技术实现步骤摘要】
平板玻璃、其制造方法以及其应用
本专利技术涉及一种平板玻璃，优选地涉及一种对于波长范围从200nm至1500nm的电磁辐射具有高透射性的平板玻璃。
技术介绍
玻璃的材料类别是长久以来已知的。多年来，平板玻璃也属于现有技术。平板玻璃通常是指扁平的、尤其是片状或带状的玻璃。用于平板玻璃的已知的制造方法例如包括浮法加工、轧制加工或者拉伸加工。在玻璃的类别中，尤其硼硅酸盐玻璃是特别重要的。由于硼硅酸盐玻璃的特殊特性，例如对温度变化的低敏感性、对各种试剂的高耐化学性以及其良好的尺寸稳定性，因此，硼硅酸盐玻璃即使在高温下也用于多种应用中。特别是，在这种玻璃体系中能够实现某些特定特性，例如在特定的波长范围内(诸如在约850nm至约1500nm的NIR波长范围内)实现材料的特别高的透射性。因此，由于调节玻璃特性的多种选择，硼硅酸盐玻璃的一系列应用和组分是已知的。国际专利申请WO2012/146860A1涉及硼硅酸盐玻璃用于感应应用的用途，并且公开了碱硼硅酸盐玻璃的用途和无碱硼硅酸盐玻璃的用途。硼硅酸盐玻璃的应用是特别有利的，因为该材料在低的热膨胀系数、尤其是5.0*10-6/K的膨胀系数下可热钢化，从而获得被用作烹饪表面的具有足够硬度和强度的玻璃板。此外，德国专利申请DE4325656A1公开了一种防火等级G的防火玻璃，其中碱硼硅酸盐玻璃被高度热钢化。例如，这种玻璃的热膨胀系数(CTE)是4*10-6/K。所有玻璃都具有相对高含量的碱土金属氧化物以及ZnO和ZrO2，含量范围在6wt％和10wt％之间。德国专利申请公开文献DE10150884A1公开了碱硼硅酸盐玻璃，该碱硼硅酸盐玻璃非常适合于热钢化。该碱硼硅酸盐玻璃具有例如4*10-6/K的热膨胀系数，并且还包含碱土金属氧化物CaO。US2017/0247284A1公开了用于红外应用(例如加热器的盖板)的硼硅酸盐玻璃。对于玻璃1至10的实施例在该文献中所给出的示例是无碱的碱土金属硼硅酸盐玻璃。US2017/0247284A1的比较例11至13中包括了Neoceram玻璃陶瓷、“Pyrex”型的硼硅酸盐玻璃以及用于TFT应用的无碱硼硅酸盐玻璃。美国专利9,145,333B1公开了用于碱硼硅酸盐玻璃的组合物，其优化了化学钢化，即例如关于扩散系数、在玻璃表面上的压缩应力等。碱硼硅酸盐玻璃也用作载体基板，例如用于所谓的生物芯片或微阵列。例如，欧洲专利EP1446362B1描述了这种玻璃。这种玻璃呈现出低的固有荧光和良好的UV透明性。关于着色离子的含量，仅针对Fe2O3含量(小于150ppm)、小于10ppm的八面体(oktaedrisch)键合的Fe3+和小于10ppm并且优选甚至小于2ppm的Cr3+给出限制。其他的着色元素、特别是第三周期的过渡金属(即，原子序数为21至30，在此特别是钛至铜的金属)在此不受限制。然而，这不能实现在200nm至1500nm的整个波长范围内中的具有高透射性的玻璃。在本专利技术的上下文中，元素周期表的第三周期的过渡金属也简称为“3d元素”或“3d金属”。在本专利技术的上下文中，过渡金属应理解为是指原子序数为21至30、39至48、57至80、及89、104至112的金属。德国专利申请公开文献DE102014119594A1涉及一种具有低脆性和高固有强度的硼硅酸盐玻璃及其制造和应用。光学特性、诸如光透射率、折射率、荧光和日晒性等既未描述也未要求保护。因此，也没有描述玻璃的所谓的3d元素的含量。美国专利申请US2017/0052311A1公开了一种用于导光板的玻璃。所述玻璃是碱硼硅酸盐玻璃，其对于400nm至800nm的波长范围内的光是高度透明的并且没有选择性的不期望的光吸收。例如Fe、Cr、Ni、Co、Cu、Mn、Ti和V之类的3d元素的透光率降低离子被认为总含量共计不超过50ppm。然而，没有对各个元素进行量化，并且尤其没有考虑不同的离子可以不同程度地着色或彼此相互作用。因此，对于在US2017/0052311A1的玻璃组合物的组分范围内的玻璃，实现在200nm至1500nm的整个波长范围内的高度透明的玻璃是不可能的。与US2017/0052311A1的玻璃中的铁的总含量相比，二价铁Fe2+的含量应尽可能低。美国专利申请US2017/0247285A1描述了由玻璃制成的导光板，其中所述玻璃是高碱-碱土金属硼硅酸盐玻璃。所述玻璃在380nm至700nm的波长范围内具有高透射性。对于化学钢化，Na2O含量高于4mol％。B2O3的含量在每种情况下均低于10mol％。虽然某些3d元素(诸如Co、Ni和Cr)的含量受限，但其他3d元素(例如Cu、Mn、Ti和V)完全不考虑。Al2O3和Na2O的摩尔比被设定约为1，这是因为以这种方式能够实现特别好的钢化。然而，以这种方式不可能形成在200nm至1500nm的整个波长范围内高度透明的玻璃。日本专利JP5540506涉及碱硼硅酸盐玻璃，所述碱硼硅酸盐玻璃具有良好的UV透射性和良好的耐日晒性。在这种情况下，SiO2含量最多为75wt％。除了SnO2之外，这些玻璃的组分还包含Nb2O5以及As2O5。Fe2O3的含量在1ppm和50ppm之间。即使使用这种玻璃也不能实现在200nm至1500nm的整个波长范围内的高透光性。国际专利申请WO2017/070500A1描述了一种用作荧光检测方法的微阵列的玻璃基板，其例如也能够适用于显微镜载玻片、培养皿或其他载玻片，例如其上或其中施加有纹理的载玻片。所描述的所有玻璃基板强制性地具有B2O3的含量。所实现的膨胀系数的范围在4.9至8.0*10-6/K之间。此外，在WO2017/070500A1中描述的玻璃包含SnO2。国际专利申请WO2017/070066A1描述了由玻璃基板制造导光板，其中所述玻璃对应于在国际专利申请WO2017/070500A1中的玻璃。尤其是，对于在WO2017/070066A1中描述的玻璃组分，SiO2含量在65.79mol％至78.17mol％之间，B2O3含量在0mol％至11.16mol％之间。日本专利申请JP2010/208906A涉及一种对波长为365nm的UV辐射稳定的玻璃。基础玻璃是钠钙玻璃并且不含B2O3。通过添加含量为0.2wt％至2.0wt％的TiO2、含量为0.01wt％至0.015wt％的氧化铁以及Fe2+/Fe3+的受控地设定的氧化还原比来防止日晒。在美国专利No.4,298,389中描述了用于太阳能应用的高透射率的玻璃。在这种情况下，优化的太阳能透射率涉及350nm至2100nm的波长范围。基础玻璃是铝-碱土金属硼硅酸盐玻璃，其中B2O3含量为2wt％至10wt％。Fe2O3的含量为200ppm，其中所有铁均为三价氧化态。因此UV透射率极其低。美国专利申请US2014/0152914A1公开了一种应用于触摸屏中的玻璃。所述玻璃是品牌“Gorilla”或商标名Gorilla玻璃的铝硅酸盐玻璃。欧洲专利申请EP2261183A本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种平板玻璃，其中，在厚度为1mm时，所述平板玻璃对于电磁辐射具有以下透射率：/n在波长为254nm时，所述透射率为20％以上、优选60％以上、更优选85％以上、最优选88％以上；和/或/n优选地，在波长为300nm时，所述透射率为82％以上、优选90％以上、更优选91％以上；和/或/n优选地，在波长为350nm时，所述透射率为90％以上、优选91％以上；和/或/n优选地，在波长为546nm时，所述透射率为92％以上、优选92.5％以上；和/或/n优选地，在波长为1400nm时，所述透射率为92.5％以上、优选93％以上；和/或/n优选地，在波长范围为380nm至780nm时，所述透射率为91.5％以上、优选92％以上；和/或/n优选地，在波长范围为780nm至1500nm时，所述透射率为92.5％以上、优选93％以上。/n

【技术特征摘要】
20180518 DE 102018112070.21.一种平板玻璃，其中，在厚度为1mm时，所述平板玻璃对于电磁辐射具有以下透射率：
在波长为254nm时，所述透射率为20％以上、优选60％以上、更优选85％以上、最优选88％以上；和/或
优选地，在波长为300nm时，所述透射率为82％以上、优选90％以上、更优选91％以上；和/或
优选地，在波长为350nm时，所述透射率为90％以上、优选91％以上；和/或
优选地，在波长为546nm时，所述透射率为92％以上、优选92.5％以上；和/或
优选地，在波长为1400nm时，所述透射率为92.5％以上、优选93％以上；和/或
优选地，在波长范围为380nm至780nm时，所述透射率为91.5％以上、优选92％以上；和/或
优选地，在波长范围为780nm至1500nm时，所述透射率为92.5％以上、优选93％以上。


2.根据权利要求1所述的平板玻璃，其中，所述平板玻璃包括含量总计不超过98mol％的网络形成体氧化物、具体是硅和/或硼的氧化物。


3.根据权利要求1或2所述的平板玻璃，其中，所述平板玻璃的线性热膨胀系数α在2.4*10-6/K和3.5*10-6/K之间。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的平板玻璃，其中，所述平板玻璃的SiO2的含量在72mol％和85mol％之间、优选在76mol％和85mol％之间。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的平板玻璃，其中，所述平板玻璃包含B2O3，其中，优选地，所述平板玻璃的B2O3的含量在10mol％和25mol％之间、最优选在10mol％和22mol％之间。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的平板玻璃，其中，所述平板玻璃包含SiO2和B2O3，其中，优选地：
∑(SiO2+B2O3)为92mol％至98mol％。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的平板玻璃，其中：
∑R2O在1mol％和5mol％之间，其中，R2O代表碱金属氧化物。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的平板玻璃，其中，关于所述平板玻璃的组分的摩尔量的比例，适用的是：
B2O3/SiO2为0....

【专利技术属性】
技术研发人员：G·劳特恩施莱格，A·克里格，A·沃伊特施，A·恩格尔，C·皮特泽尔，M·施密特，T·克洛斯，
申请(专利权)人：肖特股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE