CN101996833A - 改进的丝状汞分配器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于灯中的汞释放的改进的丝状分配器，其含有粉末形式的活性材料，还涉及用于借助该改进的丝状分配器制造这种灯的方法，并且涉及含有该改进的丝状分配器的灯。该分配器具有两个开口。该分配器中的粉末装载量在5g/cm3和8.5g/cm3之间。

Description

改进的丝状汞分配器
技术领域
本发明的第一方面涉及改进的、用于在荧光灯中分配和定量供给汞的装置，具体地但不排它地涉及冷阴极荧光灯(CCFL)。
背景技术
CCFL的制造要求定量供给精确量的汞，精度关系到定量供给足够量的汞以保障灯的正确功能的需要及所需的寿命，并且关系到减小与汞的使用相关联的环境影响的相反要求。
多种问题和技术需要出现并且已经被解决以改进要求汞剂量的灯的制造处理。本领域中最初的开发之一涉及安全考虑，并且如在本申请人的1972年的专利US 3657589中所述，导致TixZryHgz复合物的开发，该复合物避免在低于500℃的温度下的显著汞释放。
在解决该问题之后，接着的困难是提高汞产量，以便使处理废品最少。在该方面已经开发出两种不同的解决方案：第一种是化学的，在欧洲专利EP 737995B1中说明，提出使用特定添加剂(助催化剂)；而第二种是机械的，其借助适当的用于汞释放复合物的容器设计解决了该问题，如在欧洲专利号EP 981826B1中说明，二者也是属于本申请人的。
已经广泛地采用了后一解决方案，并且现今许多汞分配器已经由装载有汞释放复合物粉末的丝状金属容器制成，所述丝状金属容器被机械地切成期望的长度。丝状分配器可以在灯内使用并且被密封，或者它们可以借助诸如在欧洲专利号EP 981826B1中说明的双泄漏(double tip-off)技术仅在制造处理中使用，根据该技术，含有该分配器的适当的玻璃装料器皿暂时地连接到灯的端部，并且在分配器已经排出汞之后，器皿断开并且耗尽的分配器被丢弃。
仍然继续努力提高产量，如在属于本申请人的、公布为WO2006/008771的国际专利申请中说明的，该申请公开了适当的含有铜的三元和四元合金。对于在国际申请WO 2006/008771中公开的含铜的用于汞释放的复合物进行很少修改的方案也已经在随后的韩国专利899601中说明。
在用于解决该技术问题的先前的尝试中，汞复合物(通常为粉末形式)与适当的用于去除杂质的吸气材料结合使用，所述杂质会干扰释放处理或者在灯内产生不利影响。
以下将参照术语“活性材料”来说明一种或多种汞释放粉末复合物和可选的吸气材料粉末的适当的混合物。
与欧洲专利737995和981826类似，借助化学对机械的互补的解决方案解决相同的问题，而且某些不同的或者增强的技术效果会来自物理的解决方案而不是化学的解决方案的适当的开发。
在韩国专利896196中说明了与分配器壳体的材料和厚度相关的这些尝试之一。
先前的解决方案中一个也没有已经解决最近已经出现的新问题，该新问题涉及使用较短的分配器的需求、与改进的制造处理和装置相关联的需求。更具体地，较短的分配器将更容易集成在灯内，或者在双泄漏技术的情况下，将提供诸如允许使用更加紧凑的装料器皿的优点。
发明内容
本发明的目的是针对分配器每单位长度需要最高汞剂量的情况，借助含有粉末形式的活性材料的、用于汞释放的丝状分配器，克服在现有技术中仍然存在的限制，所述分配器在末端处具有两个开口，其特征在于，所述分配器中的粉末装载量在5g/cm3和8.5g/cm3之间。
附图说明
将参照以下附图进一步说明本发明：
图1示出根据本发明的丝状元件的优选实施例；
图2示出图1中表示的丝状元件的典型的截面图；以及
图3示出适于执行本发明的丝状元件的可替代截面图。
具体实施方式
术语“丝状分配器”用于指具有细长结构的分配器，意味着其长度与横向尺寸之间的比例大于2，并且最大的横向尺寸等于或小于1.5mm。在复杂的横截面(例如，梯形横截面)的情况下，该比例涉及最宽的横向尺寸。
在优选的实施例中，丝状元件包括侧面开口，该侧面开口通常具有沿着丝状元件侧面延伸的狭槽的形式。图1中示出这种优选的实施例，表示由适当的金属材料11制成的丝状分配器10，该分配器具有形成在一侧上的狭槽12和在末端处的两个开口13、13′，并且含有活性材料14的粉末。重要的是强调，术语活性材料指的是含有一种或多种用于汞释放的复合物和任选的吸气材料粉末的适当的粉末混合物。
图1中所示的优选实施例具有沿着金属结构的侧面延伸的狭槽形式的侧面开口，该优选实施例具有容易使汞释放的优点，否则汞就仅能从在末端处的两个开口排出，结果要求十分小心地优化激活处理以既用于汞的有效释放，又避免由于太强烈的(在太短的时间帧内)从分配器排出汞气体所导致的颗粒损失。同样参照图1，为了使其可读性容易，没有绘制出在粉末中存在的与狭槽相对应的小倾角(有用的但不是强制性的)，而在其它附图中已经绘制出。
含有活性材料的丝状分配器的优选实施例的制造处理通常包括粉末在具有不定长度的平面层状条上的沉积和定量供给，随后折叠条的侧面以生产具有图1中绘制的沿着侧面延伸的狭槽的金属结构。在封闭的结构(除了在末端处具有开口之外)的情况下，粉末装载在通常为管状的金属结构内；可以在属于本申请人的欧洲专利EP 1179216B1中找到更多关于具有该类型结构的分配器的生产方面的信息。
应当在图1中以及在其它附图中注意到，在具体地但不排它地参照图1中所示的优选实施例的沿着侧面延伸的狭槽的宽度的情况下，某些元件没有用它们的正确的尺寸或者尺寸比例表示，而是被改变以便提高附图的可读性。
术语“不定长度”指的是在生产阶段结束时所获得的是比可以借助切割操作从其容易地生产单个分配器的所需丝状元件长得多的丝状元件。虽然可以使用诸如激光切割的其它类型的切割，但借助机械切割执行标准的切割，这是由于这样在分割操作期间导致压缩，所述压缩有助于与切割的端部对应地保持活性材料的粉末。
不定长度的丝状元件的生产处理也可以任选地包括一个或者多个压缩操作，所述一个或者多个压缩操作在某些情况下有助于防止显著的粉末损失。
较高水平的粉末损失可能对最终装置(即，灯)产生相当严重的后果，这是由于损失的颗粒会导致一系列不利影响，例如干扰部件的正确功能(尤其在涉及电极的情况下)，或者如果损失的颗粒聚集在玻璃熔融区域中，则会破坏密封。
本发明人在经过许多努力之后能够识别出用于活性材料的粉末在丝状元件内装载的适当的水平：关于损失的粉末的量，较高的粉末装载量还会导致不定长度的丝状元件的机械性能的劣化，所述机械性能的劣化会导致结构的整体性问题。例如，使每单位长度的粉末量加倍，将导致不定长度的丝状元件的操纵问题(例如与其柔性的损失相关联的问题)，并且因此导致操纵期间的破裂的风险。也可以是在粉末表面内形成某些裂缝，结果导致非常高的材料损失。
令人惊讶地，本发明人已经发现，通过在较窄范围的粉末装载范围中操作，既能够增大每单位长度释放的汞量，也能够同时改善粉末损失现象。
该粉末装载量的范围是在5g/cm3和8.5g/cm3之间，并且可以通过例如选择待装载的粉末量(基于丝状元件的长度而计算出)而在不定长度的丝状元件的制造处理中实现和确定，并且继而借助适当的压缩处理而将这些量“插入”结构中。
虽然可在整个以上具体的范围内观察到有利效果，但是已经发现，当在至少6g/cm3的装载量的情况下操作时，获得增强的效果，尤其涉及在激活处理期间更均匀的加热，导致对灯的制造处理方面具有较不严格的要求，由此用于活性材料的容量的优选范围是在6g/cm3和8.5g/cm3之间。
当不同的复合物装载在汞分配器中时，用于活性材料粉末的优选的装载水平根据汞释放复合物和诸如吸气粉末的其它活性材料之间的重量比而不同。尤其，在汞复合物和吸气合金的重量比是在95∶5至85∶15的情况下，这种装载量优选地是在5.4g/cm3和8g/cm3之间，或者更优选地是在5.4g/cm3和7.4g/cm3之间，而在汞复合物释放粉末的重量比小于85∶15的情况下，容器内的粉末装载量优选地是在5g/cm3和7.6g/cm3之间，或者更优选地是在5g/cm3和7g/cm3之间。
图2示出图1中表示的金属线的典型的截面图，而图3示出用于根据本发明的分配器的可替代的横截面形状。图2和3中所示的横截面形状仅仅是适当的形状的示例，而本发明的概念可以应用到具有不同横截面形状的丝状分配器。
适于实现本发明的汞释放复合物是含有汞和钛以及其它任选的元素的复合物，更具体地是：具有通式为TixZryHgz的复合物，其中x和y的范围从0至13，(x+y)的和的范围从3至13，并且z是1或2，如在美国专利3657589中说明；或者上述TixZryHgz复合物以及铜与在锡、铟、银、硅或稀土中所选择的一种或多种元素的合金，如在欧洲专利EP 737995中说明；或者含有汞、钛、铜以及在锡、铬和硅中的一种或多种在内的复合物，如在国际申请WO 2006/008771中说明。而且可以等效地采用由以上材料的组合制成的、或者包含至少75％的重量百分比的它们或者它们的组合制成的汞释放粉末。
用于与汞释放粉末一起使用的有用的吸气材料可以是从锆、钛、钒、铌、铪或钽选出的金属，或者是这些元素(尤其是锆或钛)与从过渡元素、稀土金属或者铝选出的一种或多种元素的合金。在灯中最常使用的吸气材料是含有约84wt％的锆的锆-铝合金，和含有约80wt％的锆、15wt％的钴和5wt％的稀土的锆-钴-稀土合金。
在本发明的第二方面中，本发明包括用于使用根据本发明的丝状分配器制造灯的方法。
在第一实施例中，丝状分配器在其密封之后保持在灯内，而在所使用的制造处理的第二实施例中，诸如在双泄露技术的情况下，丝状分配器没有保持在灯内。
在本发明的第三方面中，本发明涉及荧光灯，其包括含有粉末形式的活性材料的、用于汞释放的丝状分配器，所述分配器具有两个开口，其特征在于，所述分配器内的粉末装载量在5g/cm3和8.5g/cm3之间。
根据优选实施例实现的灯包括具有孔口的丝状元件，该孔口通常具有沿着丝状元件的侧面延伸的狭槽的形式。
本发明将借助以下非限制性的示例说明。在相同的条件下在30分钟内在振动盘上测试四批300个元件的不同的丝状分配器以测量颗粒损失，其中每件都是8mm长，具有最宽尺寸是1mm的梯形横截面，并且具有0.3mm的沿着侧面延伸的狭槽。
表1中记录了分配器内的活性材料的成分、粉末装载量和实验结果。
表1
Figure BSA00000225179600061
如上所述，表1中的所有比都是重量比。
从表1中所示的实验数据能够观察到，相对于根据本发明的条件所得到的样品，通过比较样品所得到的数据表明粉末损失显著地增大。如果与由比较样品1所表示的、大部分市场上可买到的分配器相比，则在所要求保护的范围内工作不但在增大分配器每单位长度所排出的汞方面具有益处，而且令人惊异地发现在此范围内损失的粉末量显著小于不在此范围内的情况。

Claims (17)

1.一种用于汞释放的丝状分配器(10)，所述分配器含有粉末形式的活性材料(14)，所述分配器具有两个开口(13，13′)，其特征在于，所述分配器中的粉末装载量在5g/cm3和8.5g/cm3之间。
2.根据权利要求1所述的丝状分配器，其特征在于，所述粉末装载量在6.0g/cm3和8.5g/cm3之间。
3.根据权利要求1所述的丝状分配器，包括汞分配粉末和吸气粉末。
4.根据权利要求3所述的丝状分配器，其特征在于，所述汞释放粉末与所述吸气粉末之间的重量比在95∶5至85∶15之间。
5.根据权利要求4所述的丝状分配器，其特征在于，所述粉末装载量在5.4g/cm3和8g/cm3之间。
6.根据权利要求5所述的丝状分配器，其特征在于，所述粉末装载量在5.4g/cm3和7.4g/cm3之间。
7.根据权利要求3所述的丝状分配器，其特征在于，所述汞释放粉末与所述吸气粉末之间的重量比小于85∶15。
8.根据权利要求7所述的丝状分配器，其特征在于，所述粉末装载量在5g/cm3和7.6g/cm3之间。
9.根据权利要求8所述的丝状分配器，其特征在于，所述粉末装载量在5g/cm3和7g/cm3之间。
10.根据权利要求1所述的丝状分配器，其特征在于，所述活性材料粉末包括含有汞和钛的汞释放粉末复合物。
11.根据权利要求1所述的丝状分配器，其特征在于，所述分配器的长度和最大宽度之比是至少2，并且所述丝状元件的最大宽度是1.5mm。
12.根据权利要求1所述的丝状分配器，其特征在于，所述丝状分配器具有沿着侧面延伸的狭槽(12)。
13.根据权利要求1所述的丝状分配器，其特征在于，所述分配器通过机械地切割不定长度的丝状分配器而生产。
14.一种用于使用根据权利要求1所述的丝状分配器制造灯的方法。
15.根据权利要求12所述的用于制造灯的方法，其特征在于，所述丝状分配器在密封之后保持在所述灯内。
16.根据权利要求12所述的用于制造灯的方法，其特征在于，所述丝状分配器在密封之后没有保持在所述灯内。
17.一种荧光灯，其包括用于汞释放的丝状分配器，所述分配器含有粉末形式的活性材料，所述分配器具有两个开口，其特征在于，所述分配器中的粉末装载量在5g/cm3和8.5g/cm3之间。
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