DD270614A5 - Gasentladungslampe - Google Patents

Abstract

Eine Schutzschicht aus BaSO4 oder BaSO4 gemischt mit SiO2 wird in Form einer Suspension auf die innere Oberflaeche einer Glas-Entladungsroehre oder -Umhuellung einer Gasentladungslampe vom Metalldampftyp aufgebracht. Die Schutzschicht verhindert einen Kontakt zum Beispiel von Quecksilber in der Entladungskammer mit amalgambildenden Substanzen, welche in der Glasoberflaeche der Entladungsroehre der Lampe vorhanden sind. Zusaetzlich dazu reflektieren die Kristalle der Schutzschicht kurzwellige ultraviolette Strahlung in die Schicht der Leuchtstoffsubstanz zurueck, wobei diese sichtbares Licht erzeugen und den Wirkungsgrad der Lampe vergroessern. Die Schutzschicht hat eine bemerkenswerte Verringerung der bisher akzeptierten Verringerung der Beleuchtungsstaerke der Lampe im Verhaeltnis zu der Brenndauer zur Folge. Fig. 1

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Gasentladungslampe von der Art der Metalldampflampon, zum Beispiel eine Leuchtstofflampe, welche eine röhrenförmige Glasumhüllung oder Entladungsröhre aufweist, welche je eine Elektrode besitzt, welche an jedem Ende derselben eingeschmolzen ist und in welcher durch eine elektrische Entladung eine positive Säule zwischen den Elektroden erzeugt wird und in welcher die Ionen des Metalldampfes in der genannten Säule angeregt werden und ein ultraviolettes Licht aussenden.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es ist allgemein bekannt, daß der verfügbare Lichtaustritt aus e iner Entladungslampe sich progressiv im Verhältnis zu der Anzahl der Stunden verringert, während welcher die Lampe sich in Betrieb befand, das heißt im Verhältnis zu der Brenndauer, wobei dieses Verhältnis manchmal als Erhaltung der Beleuchtungsstärke bezeichnet wird. Es ist durch Versuche, welche in dieser Angelegenheit durchgeführt wurden, bewiesen, daß die Beleuchtungsstärke siner Lampe im Ergebnis von Wechselwirkungen negativ beeinflußt wird, welche zwischen den Substanzen, die in der Glasoberfläche der Entladungsröhre eingeschlossen sind, den Körnchen des Leuchtstoffpulvers, dem Quecksilber, den Elektrodenbestandteilen und den gasförmigen Verunreinigungen in der Lampenatmosphäre, das sind gasförmiger Stickstoff, Kohlenstoffmonoxidgas, Kohlenstoffdioxid, Wasser und Kohlenwasserstoffe, stattfinden. Diese Wechselwirkungen können möglicherweise eine chemische Reaktion zur Folge haben, welche

— die physikalische Wirksamkeit des Leuchtstoffpulvers verringert,

— die Möglichkeit der Enladungsröhre vermindert das sichtbare Licht hindurchtreten zu lassen,

— die Atmospäre in der Lampe verunreinigt, und damit die Lichtcharakteristik der Lampe und die Dauer, während welcher sie verwendbares Licht abstrahlt, beeinflussen.

Eine Entladungslampe von der Art einer Leuchtstofflampe, bei welcher die Entladungsröhre oder Glasumhüllung aus Sodaglas hergestellt ist, und Quecksilber, Leuchtstoffpulver, Emissionssubstanzen, eine Edelgasfüllung und verschiedene gasförmige Verunreinigungen enthält, bildet vom chemischen Gesichtspunkt aus ein hoch reaktives System. Die chemitchen Reaktionsprodukte, welche durch den Mechanismus der Entladung erzeugt werden, nehmen aus diesem Gr jnde an vielen verschiedenen Reaktionsprozessen teil und beeinflussen häufig die Geschwindigkeit und den Status des Gleichgewichts bei diesen Prozessen. Der Übergang zu Entladungsröhren mit kleineren Durchmessern, welcher in den vergangenen Jahren stattgefunden hat, hatte eine Vergrößerung der Wandbelastung pro Einheit der Glasfläche bei derartigen Röhren zum Ergebnis. Auf diese Weise vergrößerten sich die Proportionen des energiereichen ultravioletten Lichtes (Wellenlänge = 185 Nanometer, nm), welches erzeugt wurde, im Verhältnis zu der Anregungsstrahlung (Wellenlänge - 254 nm). Diese höhere Dicht» der UV-185-nm-Strahlung, welche eine Konsequenz der höheren Elektronentemperatur in df.:. Plasma Ist, welches durch die

positive Säule gebildet wird, die sich zwischen der Anode und der Kathode der Entladungsröhre erstreckt, hat ein häufigeres Auftreten von energiereichen chemischen Reaktionsprodukten zur Folge.

Als Konsequenz werden be! der Herstellung von Entladungsröhren oder Glasumhüllungen bei einer progressiven Verringerung der Durchmesser fortschreitend höhere Anforderungen an die Lampenkonstruktion gestellt, vor allem im Bezug auf die Auswahl von solchen Bestandteilen, von weichen erwartet werden muß, daß sie im Ergebnis der vergleichsweise hohen UV-Intensität einem chemischen Angriff ausgesetzt sind. Im Falle von Lampen dieser Art bilden unter anderem die Quecksilberatome, wenn sie auf einem Pegel von 6¹Pi (6,7ftV) erregt werden, eine Gefährdung für bestimmte Leuchtstoff jlver, wenn das Kristallgitter oder die Aktivierungszentren eines derartigen Pulvers Kationen beinhalten, welche eine größere Elektonennegativität als 1,5 Pauling-Einheiten aufweisen. Wie es allgemein bekannt ist, reagieren angeregte Quecksilberatome mit Sauerstoffatomen schon bei Raumtemperatur, in Übereinstimmung mit der folgenden Formel

Hg¹Mg)+ γ O₂ (g)^ HgO (S)

Das Reaktionsprodukt ist folglich Quecksilberoxid, welches sich in der Fern eines farbigen lichtabsorbierenden Überzugs auf verschiedenen Teilen der Lampen-Entladungskammer niederschlägt, in erster Linie auf der Schicht des Leuchstoffpulvers, welche im Bereich um den Faradayschen Dunkelraum vorhanden ist, wo die Anwesenheit von positiven und negativen Ladungsträgern verhältnismäßig hoch ist (unter anderem Hg⁺, Hg₂ ⁺. O~~).

Ein anderer Faktor, welcher für die geringere Beleuchtungsstärke einer Lampe verantwortlich sein kann, sind die Wechselwirkungen zwischen der UV-Strahlung und die Reaktion der Quecksilberatome mit Substanzen, welche in der Glasoberfläche der Entladungsröhre eingelagert sind. Es ist allgemein bekannt, daß verschiedene Herstellungsarten von Glas verschiedene Grade der Empfim llichkeit einer Strahlung ergeben, welche reich an Energie ist. Diese Erscheinung wird Solarisation genannt und ist die Auswirkung photochemisch angeregter Redox-Reaktionen (Elektronenübertragung) zwischen den Typen von Atomen, welche Im Glas vorhanden sind, häufig Metallionen in einem Oxid. Diese photochemischen Prozesse führen häufig zu einer Veränderung der Farbe des Glases (Discoloration) mit einer nachfolgenden Verringerung der Durchlässigkeit für das sichtbare l icht. Die Wechselwirkung der UV-Strahlung mit dem Glas kann in einigen Fällen auch dazu führen, daß Quecksilberatome sekundär in einen Prozeß einbezogen werden, weicher andere lichtabsorbierende Verbindungen erzeugt, wie zum Beispiel HgS.

Während der Jahre während welcher die Entwicklung von Quecksilber-Entladungslampen weitergeführt wurde, wurden eine Anzahl von Veröffentlichungen herausgegeben, in welchen die Probleme diskutiert wurden, welche im Zusammenhang mit den Reaktionen von Quecksilber mit amalgambildenden Atomen, weiche in der Glas-Entladungsröhre eingelagert sind und mit den lichtabsorbierenden Eigenschaften der daraus resultierenden Produkte auftreten.

Der Umfang, in welchem Amalgam während der verschiedenen Stadien der verwendungsfähiger. Lebensdauer der Lampe gebildet wird, ist zum größten Teil davon abhängig, welche Zusammensetzung das Glas aufweist, aus welchen die Lampenumhüllung hergestellt wurde, sowie von den Zuständen, welche auf der Oberfläche herrschen. Die Oberfläche des Glases kann schon im Stadium der Herstellung dor Lampe durch Diffusion von Alkali von den inneren Teilon des Glases mit amalgambildenden Reaktanzen aktiviert werden, wenn das Bindemittel, welches in der Leuchtstoffpulverschicht vorhanden ist, in einem Ofen bei ungefähr 600"C weggebrannt wird. Die Bildung von alkalischen Amalgamen, welche zu einem höheren oder geringeren Grad gefärbt sind, zum Beispiel von Na_nHg_n, (n, m = 1.. .8) wird als einer der Gründe für einen abnormalen Lichtverlust angesehen.

Weil das Risiko von photochemischen Reaktionen (Solarisation) und der Bildung von Amalgam mit abnehmendem Durchmesser der Röhre größer wird (höhere Wandbelastung pro Einheit der Fläche), ist es erwünscht, die Reaktanzen in der größtmöglichen Entfernung voneinander getrennt zu halten. Diese Leuchtstoffpulver, welche für eine optimale Lichtemission ausgelegt sind, zum Beispiel Leuchtstoffpulver des 3-Band-Typs, erfüllen normalerweise nicht die Anforderungen, weiche an eine wirkungsvolle Barriere gegen eine derartige Amalgambildung gestellt werden. Die geeigneteste Verteilung der Partikelgröße für eine maximale Lichterzeugung ist eine derartige (2 bis 8 Mikrometer), daß die Pulverschicht verhältnismäßig porös ist und dadurch ein geringes mechanisches Hindernis gegen Quecksilberdämpfe bildet. Darüber hinaus wird UV-185-nm-Strahlung nur schlecht von. den verhältnismäßig groben Partikeln des Leuchtstoffpulvers reflektiert und wird im wesentlichen durch dieses hindurchtreten, da die Absorbierung dieser energiereichen Strahlung gering ist. Als Folge davon erreichen angenähert 50% der UV-185-Strahlung die GiasoberflSche der Lampenumhüllung, wo sie in der Lage sind verschiedene chemische oder photochem!sche Prozesse einzuleiten.

Der Wirkungsgrad einer Gasentladungsröhre, das heißt, die Menge des abgegebenen Lichts im Verhältnis zur verbrauchten Energie, ist in hohem Maße von dem Überzug des Leuchtstoffpulvers abhängig. Wenn das Licht so effektiv wie möglich erzeugt werden soll, müssen die Kristalle des Pulvers die erforderliche Form und Größe aufweisen. Bei Untersuchungen bezüglich dieser Angelegenheit hat sich herausgestellt, daß das beste Ergebnis dann erreicht wird, wenn die Kristalle die Form von Scheibchen aufweisen (5 χ 20 x 2 Mikrometer). Die Wirksamkeit des Überzugs aus Leuchtstoffpulver hängt jedoch zum größten Teilvon der Dicke des Überzugs ab. Wenn der Überzug zu dünn ist, wird nicht die gesamte UV-Strahlung in sichtbares L icht umgewandelt. Auf der anderen Seite werden sich die Kristalle eines ausgedehnt dicken Überzugs einander „beschatten". Als ideale Dichte wird eine solche betrachtet, welche 3 bis 4 Lagen von Kristallen der im vorangegangenen beschriebenen Art und Größe aufweist. Es ist darüber hinaus bekannt, daß die Beleuchtungsstärke von Gasentladungslampen, welche einen Überzug aus einem Leuchtstoffpulver einer gegebenen chemischen Zusammensetzung enthalten, ganz drastisch durch Reaktionen beeinträchtigt werden kann, welche zwischen den Substanzen auftreten können, welche in der Glasumhüllung und dem Überzug aus Leuchtstoffpulver enthalten sind. Eine Barriere zwischen der Glasumhüllung oder Entladungsröhre und dem Überzug aus dem Leuchtstoffpulver, welcher gegen einen chemischen A-griff und UV-Strahlung beständig ist, bietet einen guten Schutz gegen derartige lichtvermindernde Reaktionen.

Ein Verfahren zum Beschichten einer Entladungsröhre mit einer derartigen Barriere oder Schutzschicht ist in der DD-PS 229247 beschrieben. Entsprechend dieser Veröffentlichung sind die inneren Oberflächen einer Gasentladungsröhre oder Glasumhüllung mittels einer wäßrigen Suspension mit einer Schicht aus Silizium-Dioxid (SiO₂) bedeckt.

Die SE-PS 8405741-3 lehrt eine Barrierschicht, welche das Risiko verringert, daß die Leuchstoffsubstanz in die Glasoberfläche einer Gasentladungsröhre eintritt und dadurch verursacht, daß die Röhre wahrend der wiederholten Wärmebehandlung, welcher die Röhre während ihrer Herstellung ausgesetzt wird, spröde wird. Die Barriereschicht wird derart beschrieben, daß sie ein farbloses Metalloxid enthält, von welchen Aluminium-, Silizium- und Titanoxid als beispielsweise möglich benannt werden. Entsprechend der US-PS 3544828 kann eine derartige schützende Barriere Polyorganosiloxane enthalten.

Ziel der Erfindung Ziel der Erfindung ist es die nachteiligen Folgen der chemischen Reaktionen auf die Leuchtstärke der Lampen zu vermeiden. Darlegung des Wesens der Erfindung Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, im Falle von Quecksilber-Entladungslampen eine Barriere-Schicht oder Schutzschicht

zu schaffen, welche wirkungsvoll verhindert, daß Quecksilber mit amalgamerzeugenden Alkalimetallen reagiert, welche im Glasder Entladungsröhre oder Umhüllung der Lampe vorhanden sind. Eine andere Aufgabe besteht darin, eine derartige

Schutzschicht zu schaffen, welche das Vorkommen von photochemischen Reaktionen zwischen den Substanzen verhindert,

welche sich in den Leuchtstoffbestandteilen und in den Glasbestandteilen befinden. Dieses soll die Verringerung bezüglich der

Lichtemission oder der Beleuchtungsstärke während der verwendbaren Lebensdauer der Lampe auf einen minimalen Wert

beschränken und die Schutzschicht trägt dazu bei, die ultraviolette Strahlung in sichtbares Licht umzuwandeln, so wirkungsvoll,wie dies möglich ist, insbesondere in dem Falle in dem die Beschichtungen mit dem Leuchtstoffpulver eine verhältnismäßigschmale Verteilung der Partikelgröße aufweist. Die Schutzarbeit wird auch aus dem Grund eingeführt, damit sie derartige

Reaktionen vermeidet, die zu einer Solarisierung führen, das heißt, zur Oxidation oder Reduktion von Ionon in der Oberfläche der Glas-Entladungsröhre oder -Umhüllung derartige, die gefärbte Produkte bilden, welche ihrerseits einige Wellenlängen des

sichtbaren Lichtes absorbieren. Aus diesem Grunde schließt die kombinierte Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein, daß eine

Gasentladungslampe, welche in Übereinstimmung mit der Erfindung konstruiert wurde, keinerlei Verringerung der Lichtemmission zuläßt, welche bei herkömmlichen Gasentladungs-Lampen vorkommen kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Gasentladungslampe des Metalldampftyps, welche eine Entiadungskammer

enthält, welche in einer Glasumhüllung eingeschlossen ist und sich zwischen zwei Elektroden erstreckt, wobei die genannte

Entladungskammer mit einem Edelgas gefüllt ist und die innere Oberfläche der Glasumhüllung mit einer Leuchtstoffsubstanz

vom Einbandtyp oder einem Mehrbandtyp beschichtet ist gelöst, die eine Schutzschicht aus Bariumsulphat oder einer Mischungvon Bariumsulphat und amorphem, hochdispergiertem Siliziumdioxid zwischen der Glaswand und der Leuchtstoffsubstanzaufweist.

Das Bariumsulphat ist hochgradig rein und kristallin und weist eine Korngröße zwischen 30 und 220 Nanometern (nm) auf,

vorzugsweise zwischen 50 und 150nn\ und das Siliziumdioxid weist eine Korngröße zwischen 5 und 30nm, vorzugsweisezwischen 10 und 20 nm auf.

Es ist vorteilhaft, wenn die Schutzschicht eine Dicke von 0,03 bis 0,50mg/cm², vorzugsweise zwischen 0,06 bis 0,20mp/im²

aufweist.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann die Schutzschicht (BaSCM_n + (SiO₂L enthalten, wobei η = 0,1 bis 0,9 und

m = 1 - η sind.

Es ist weiterhin zweckmäßig, daß mehr als 95% der Substanzen, welche die Schutzschicht bilden, Elementarkörnchen

enthalten.

In weiter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß bei der Herstellung der genannten Lampe Ammonium-Polymethyl- Arrylat als Bindemittel für das Haften der Schutzschicht auf der Glaswand der Entladungsröhre Verwendung findet, wobei es

vorteilhaft ist, wenn das Bindemittel, welches in der Schutzschicht Verwendung findet, eine Substanz ist, welche eine

Agglomeration verhindert. Langzeituntersuchungen, welche mit Gasentladungsleuchten durchgeführt wurden, welche mit Gasentladungs-Röhren

entsprechend der vorliegenden Erfindung ausgerüstet waren, haben gezeigt, daß die Verringerung bezüglich der Lichtemissionoder der Beleuchtungsstärke, welche durch eine Alterung der verwendeten Bestanateile des Leuchtstoffs verursacht wurden,geringer war, als erwartet wurde.

Dieses ist bedingt durch die verringerte gesamte Reaktionsfähigkeit des Systems, welches durch die Entladungskammer der Röhre gebildet wird. Dieses ermöglicht, daß in der Schutzschicht reflektierte Strahlung abgestrahlt wird, welche mehrfach in der Schicht des Leuchstoffpulvers reflektiert wurde, wobei die Ultraviolette Strahlung in einem hohen Maße verwendet wird. Es ist bekannt, daß ein Maximum der Lichtemission von einer Gasentladungs-Lampe nur dann erreicht werden kann, wenn eine Anzahl von wechselseitig verschiedenen Parametern erfüllt werden. Ein derartiger Parameter ist die Optimierung der Schicht

des Leuchstoffpulvers im Bezug auf die Größe der Partikel, die Befestig ung, die Oberflächendichte und so weiter. Es wurden

Versuche ausgeführt, unter Zuhilfenahme optischer Modelle, um die Ausbreitung von Licht, welches in der Schicht des Leuchstoffpulvers erzeugt wurde, darzustellen. Diese Untersuchungen haben ergeben, daß lediglich 35% de* erzeugten Lichtes

> nmittelbar abgestrahlt werden und daß 65% des genannten Lichtes innerhalb der Lampe zumindest einmal reflektiert wird,bevor es aus dieser austritt.

-4- 270 614 Ausführungsbeispiele

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1: ein Modell für die Lichterzeugung und Lichtverteilung in einer Entladungsröhre; Fig. 2: eine graphische Darstellung der Verhältnisse zwischen der Wellenlänge des Lichtes und der Abnahme; Fig. 3: den Wert des Lichtstromes in % bei einer Brenndauer von Null Stunden als Funktion der Masse des Leuchtstoffpulvers; Fig.4: den Abfall der Beleuchtungsstärke einer 36W-Röhre, weiche keine Schutzschicht aufweist und einer 36W-Röhre mit Schutzschicht;

Die Figur 1 stellt ein Modell für die Lichterzeugung und Lichtverteilung in einer Entladungsröhre dar (die linke Hälfte der Röhre ist mit einer Schutzschicht versehen, während die rechte Hälfte der Röhre keine derartige Schicht aufweist).

In dieser Figur bezeichnet das Bezugszeichen 1 die Glas-Entladungsröhre oder-Umhüllung, das Bezugszeichen 2 kennzeichnet die Schutzschicht und das Bezugszeichen 3 kennzeichnet dia Beschichtung mit dem Leuchtstoffpulver. Die Pfeile, weiche mit I gekennzeichnet sind, stellen Licht dar, welches die Pulverbeschichtung durchdrungen hat, die Pfeile, welche mit U gekennzeichnet sind, stellen Licht dar, welches von der Lampe abgestrahlt wird und die Pfeile, welche mit R gekennzeichnet sind, stellen reflektiertes Licht dar.

Die Figur 2 ist eine graphische Darstellung, welche die Verhältnisse zwischen Wellenlänge des Lichtes und der Abnahme zeigt, das heißt, die Reflexion in Abhängigkeit von der diffusen Partikelgroße. Jede der Kurven stellt die Zusammensetzung einer Schutzschicht dar, nämlich die Kurve a: 0,1 BaSO₄ + 0,9SiO₂ und die Kurve b: BaSO₄.

Die Figur 3 zeigt den Wert des Lichtstromes (LO) in Prozent bei einer Brenndauer von Null Stunden als Funktion der Masse des Leuchtstoffpulvers (g/36W-Röhre) oder der Masse pro Einheit der Fläche (mg/cm²). Es ist aus dieser Figur zu erkennen, daß der Maximalwert des Lichtstromes für Entladungsröhren, welche mit einer erfindungsgemäßen Schutzschicht aus Bariumsulphat oder Bariumsulphat und Siliziumdioxid (Kurve b) versehen sind, in Richtung zu dem Leuchtstoffpulver von geringerem Schichtgewicht verschoben ist. Die Einbeziehung einer Schutzschicht ermöglicht es, den Wert des Lichtstromts (LO) um etwa 2% zu vergrößern, wenn das Schichtgewicht etwa 20% niedriger ist, als das Oberflächengewicht in den Bezugsröhren, welche des Schutzes durch eine schützende Lage entbehren (Kurve a).

Die Figur 4 zeigt den Abfall der Beleuchtungsstärke einer 36W-Röhre, welche keine Schutzschicht aufweist (Kurve a) und einer 36W-Röhre, welche mit einer Schutzschicht versehen ist (Kurve b). Jede dieser Kurven ist repräsentativ aus einer Anzahl von dreißig Enladungsröhren ermittelt worden, und die Kurven zeigen klar die Wirkung der Schutzschicht bei der Erzeugung von Lijht, nämlich einen höheren Wert für LO, bei Null Stunden und einen geringeren Abfall in der Beleuchtungsstärke während der aktiven Betriebsdauer der Lampe. Die Differenz im Hinblick auf den Wert der Beleuchtungsstärke liegt angenähert bei 4% nach 2000 Stunden und es wurde berechnet, daß er innerhalb einer Periode von 10000 Stunden Brennzeit auf mehr als 8% ansteigt.

Die Verwendung einer Schutzschicht, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, ist besonders attraktiv vom Gesichtspunkt der Verlängerung der verwendbaren Lebensdauer derartiger Entladungsröhren (ökonomische Lebensdauer - 27000 Stunden).

Die experimentelle Stütze für die vorliegende Erfindung beruht auf der Grundlage einer großen Anzahl von Lampen, welche über eine ausgedehnte Zeitdauer der Herstellung produziert wurden. In jeder Versuchsreihe wurden Entladungsröhren, welche mit einer Schutzschicht oder Barriere versehen waren, mit Röhren gemischt, welche nicht mit einer derartigen Schicht ausgestattet waren, derart, daß die Herstellungsbedingungen so gleichförmig wie möglich waren.

Entsprechend der Erfindung enthält die Schutzschicht kristallines, feinkörniges Bariumsulphat (Korngröße 30 bis 220nm, ' vorzugsweise 50 bis 150nm) oder Mischungen derartigen Bjriumsulphats und amorphen, hochdispergierten Siliziumdioxids (Korngröße 5 bis 30 nm, vorzugsweise 10 bis 20 nm) mit einer Schichtdicke (Masse pro Oberflächeneinheit) von 0,03 bis 0,50mg/ cm², vorzugsweise 0,06 bis 0,20 mg/cm².

Die Schutzschicht wird auf die Glasoberfläche der Entladungsröhre aufgebracht, indem die inneren Oberflächen der Röhre mit einer gut dispergieren stabilen wäßrigen Bariumsulphat-Lösung oder einer wäßrigen Suspension von (BaSO₄I_n + (SiO₂L (n = 0,1 bis 0,9; m = 1 - n) benetzt wird.

Dio Suspension ist dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens 95% der Pigmente als Elementar-Partikel vorhanden sind und daß die Suspension für eine lange Zeitdauer stabil bleibt, das heißt, daß die Suspension einem geringen Grad an Reagglomeration aufweist. Die Suspension wird anfänglich in der Form eines Konzentrats vorbereitet, welches schützende Pigmente enthält, Bindemittel — derartige, wie APMA (Ammonium-Polymethyl-Acrylat), Oberflächenaktive Substanzen und deionisiertes oder destilliertes Wasser. Die Pigmente werden mit Hilfe eines kalloiden Mischers dispergiert, zu welchem eine dispergierende Agens zugegeben wird, zum Beispiel Honylphenol-Ethalenoxid-Kondensat. Die Suspension für die Schutzschicht wird aus dem genannten Konzentrat durch Dilutieren des Konzentrats mit deionisiertem Wasser hergestellt. Nachdem es der Suspension ermöglicht wurde von der Glasoberfläche abzufließen, wird die sich bildende schützende Schicht mit heißer Luft mit einer Temperatur von 60⁰C getrocknet. Dann wird die Schicht des Leuchtstoffpulvers aufgebracht.

Die im vorangegangenen beschriebene Suspension bildet mit Hilfe eines einfachen Verfahrens für ihre Anwendung, eine kohärente schützende Schicht, welches praktisch frei von Poren ist und welche gut an der Glasoberfläche der Entladungsröhre haftet. Das Pigment, das heißt, das BaSO₄ oder die Mischungen von BaSO₄ und SiO₂, ist im wesentlichen in der Form von Elementar-Körnchen oder -Partikeln fixiert. Im Falle der Dicke einer Schicht von 0,12 mg/cm² und einer Korngrö¹ j von 50 bis 100nm sind die Körnchen in 30 bis 60 Lagen verteilt, welche zusammen 10" bis 10^M optische Lichtstreuungszentren pro cm² ergeben. Die größte Anzahl von Lichtstreuungszentren (10¹³) ist vorhanden, wenn die Schicht eine molare Zusammensetzung aus (BaSO₄Io,! + (SiO₂)₀,g aufweist.

Im Ergebnis ihrer Zusammensetzung und ihrer Dimensionen weist die vorgeschlagene Schutzschicht zusätzlich zu ihrer schützenden Funktion gegen eine Verringerung des Lichtstromes der Lampe, eine optische Wirkung auf, welche die Verwendbarkeit der ultravioletten Strahlung vergrößert, welche für die Erzeugung des Lichtes notwendig ist. Die schützende Funktion der Schutzschicht kann in zwei Kategorien unteneilt werden:

1. eine mechanische Barriere, welche vorhindert, daß Hg, Hg²⁺ und zu einem bestimmten Ausmaß auch uliraviolette Strahlung die Glasoberfläche d&r Entladungsröhre erreicht;

2. eine optische Barriere, welche die ultraviolette Strahlung zurückwirft und dadurch das Auftreten photochemischer Reaktionen auf der Glasoberfläche der Entladungsröhre auf einen minimalen Wert beschränkt.

Die erhöhte Emission kurzwelliger Strahlung, welche durch die Schutzschicht bewirkt wird, bedeutet, daß die anregende Strahlung im Ergebnis von Mehrfachreflektionen in der Schicht des Leuchtstoffpulvers wirkungsvoller verwendet wird. Die Eigenschaften des Zurückwerfens, welche die Schicht aufweist, können zufriedenstellend mit Hilfe der Raleighschen Gleichung für die Streuung einer Strahlung, welche auf eine Pulverschicht fällt, beschrieben werden.

V²

I = die Intensität der gestreuten Strahlung I₀ = die Intensität der einfallenden Strahlung V = Partikelvohimen

λ = Wellenlänge der einfallenden Strahlung

Dur Prozentsatz der Strahlung, welche zurückgeworfen wird, verändert sich mit dem Verhältnis 1/λ⁴, das heißt mit der vierten Potenz der Wellenlänge. Das ist im Hinblick auf die Ausgeglichenheit der Strahlung von Vorteil und ermöglicht den im vorangegangenen genannten optischen Schutz für die Glas-Entladungsröhre und hat eine Proportion der erregenden Strahlung zur Folge, welche diese Strahlung in die Lage versetzt, in sichtbares Licht umgewandelt zu werden. Die Figur 2 stellt die Fähigkeit der schützenden Schicht dar, Strahlungen mit verschiedenen Wellenlängen zurückzuwerfen. Die Raleighsche Gleichung kann auf Systeme angewendet werden, in denen der Durchmesser der Pulverpartikel oder Pulverkörnchen kleiner ist, als die Wellenlänge der Strahlung. Diese Bedingung ist bei der vorgeschlagenen, dicht gepackten schützenden Schicht erfüllt, deren Korngrößenverteilung eine große Anzahl von Lichtstreuungszentren pro Emhsit des Oberflächenbereiches schafft. Wenn der Grad des Zurückwerfens der kurzwelligen Strahlung verstärkt wird, zum Beispiel durch eine Schutzschicht, kann die Lichtausbeute verbessert werden, wenn die 185-nm-Strahlung in sichtbares Licht umgewandelt wird, zusätzlich zu der Hauptstrahlung, welche eine Wellenlänge von 254nm aufweist. Der Grad, zu welchem die 185-nm und 254-nm-Strahlung durch die Leuchtstoff substanz absorbiert werden kann, hängt vom Zurückwerf spektrum dieser Substanz im ultravioletten Bereich ab. Die jetzt veröffentlichten Forschungen bezüglich derZurückwerfungseigenschaften und der Abstrahlungseigenschaften verschiedener Leuchtstoffsubstanzen im kurzwelligen ultravioletten Licht (L200nm) zeigen, daß die 185-nm-Strahlung an der Lichterzeugung verschiedener Leuchtstoffpulver beteiligt ist. Ein Beispiel ist o^!e grünstrahlende Komponente CAT ([Ce, Tb] Mg AInOi₉) im 3-Band-Pulver, welches einen hohen Grad der Absorption und der E rregung aufweist, welcher sich über den gesamten ultravioletten Bereich von 185 nm bis zu 300 nm erstreckt. Wenn zum Beispiel der prozentuale Anteil von UV-185-nm-Strahlung bei einer 36-W-Entlndungsröhre angenähert 12% der ultravioletten Strahlung beträgt, ist es möglich, die Lichtausbeutä der Lampe durch ein wirkungsvolles Zurückwerfen der Wellenlänge Ibunrrt und der We'.'enlänge 254 nm um einige % zu vergrößern. Dieses ist in erster Linie dann der Fall, wenn der Quantenaustausch der Leuchtstoffsubstanz für UV-1 B5nm-Strahlung einen verhältnismäßig hohen Wert aufweist, wie das im Fall von CAT und einigen anderen Halophosphaten der Fall ist.

Claims (8)

1. Gasentladungslampe dos Metalldampftyps, welche eine Entladungskammer enthält, welche in einer Glasumhüllung eingeschlossen ist und sich zwischen zwei Elektroden erstreckt, wobei die genannte Entladungskammer mit einem Edelgas gefüllt ist und die innere Oberfläche der Glasumhüllung mit einer Leuchtstoffsubstanz von Einbandtyp oder einem Mehrbandtyp beschichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schutzschicht aus Bariumsulphat oder einer Mischung von Bariumsulphat und amorphem, hochdispergiertem Siliziumdioxid zwischen der Glaswand und der Leuchtstoffsubstanz angeordnet ist.

2. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bariumsulphat hochgradig rein und kristallin ist und eine Korngröße zwischen 30 und 220 Nanometem (nm) aufweist, vorzugsweise zwischen 50 und 150nm.

3. Lampe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Siliziumdioxid eine Korngröße zwischen 5 und 30 nm, vorzugsweise zwischen 10 und 20 nm aufweist.

4. Lampe nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht eine Dicke von 0,03 bis 0,05 mg/cm², vorzugsweise 0,06 bis 0,20 mg/cm² aufweist.

5. Lampe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht (BaSO₄J_n + (SiO₂)_m enthält, wobei η = 0,1 bis 0,9 und m = 1 bis η sind.

6. Lampe nach jedem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als 95% der Substanzen, welche die Schutzschicht bilden, Elementarkörnchen enthalten.

7. Lampe nach jedem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung der genannten Lampe Ammonium-Polymethyl-Arrylat als Bindemittel für das Haften der Schutzschicht auf der Glaswand der Entladungsröhre Vorwendung findet.

8. Lampe nach jedem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel, welches in der Schutzschicht Verwendung findet, eine Substanz ist, welche eine Agglomeration verhindert.