DE2418131C3

DE2418131C3 - Leuchtstofflampe mit Fenster

Info

Publication number: DE2418131C3
Application number: DE2418131A
Authority: DE
Inventors: Edward Eugene Lyndhurst Kaduk; Ronald James Wiloughby Olwert
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1973-04-18
Filing date: 1974-04-13
Publication date: 1979-07-26
Also published as: DE2418131A1; US3875455A; BE813888A; DE2418131B2; JPS5048771A

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leuchtstofflampe mit Fenster für reprographische Zwecke mit einem langgestreckten Kolben, auf dessen Innenseite eine Reflektorschicht aus Titandioxid, darüber eine Grundierungsschicht aus Metalloxid und darauf eine Leuchtstoffschicht aufgebracht sind.

In der älteren Patentanmeldung P 23 55 2683 ist eine Leuchtstofflampe mit Fenster für reprographische Zwecke mit einem langgestreckten Kolben vorgeschlagen, auf dessen Innenseite eine Reflektorschicht aus Titandioxid, darüber eine Grundierungsschicht aus Metalloxid und darauf eine Leuchtstoffschicht aufgebracht sind. Diese Grundierungsschicht besteht nach dem älteren Vorschlag aus Zinnoxid und soll einer Ergrauung der Kolbenwand entgegenwirken.

In der US-PS 28 54 600 ist eine Leuchtstofflampe mit Fenster, mit einem langgestreckten Kolben beschrieben, auf dessen Innenseite eine Reflektorschicht aus Titanoxid und darauf eine Leuchtstoffschicht aufgebracht sind. Aus dieser PS ergibt sich weiter, daß Magnesiumoxid als Material für die Reflektorschicht. mit der Zeit zu einer stärkeren Abnahme deir Lichtleistung führt als Titanoxid.

In der US-PS 35 99 029 schließlich ist eine Leuchtstofflampe mit einem langgestreckten Kolben beschrieben, dessen Innenseite eine Schutzschicht aus einer 0,002-0,02 μπι dicken Titandioxidschicht und einer darüber aufgebrachten 1-10μπι dicken Aluminiumoxidschicht sowie darauf eine Leuchtstoffschicht trägt.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine hinsichtlich der Helligkeit und des nicht: gleichmäßigen Verdunkeins des Fensters der Lampe während der Alterung im Betrieb verbesserte Leuchtstofflampe mit Fenster für reprographische Zwecke der eingangs genannten Art zu schaffen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Grundierungsschicht aus Magnesiumoxid mit einem Aluroiniumoxidgehalt besteht Die Grundierung erhöht die Helligkeit der Lampe und vermindert das nichtgleichmäßige Verdunkeln des Fensters der Lampe während der Alterung beim Betrieb. Dies war in Anbetracht der US-PS 28 54 600 überraschend, nach der die Verwendung von Magnesiumoxid als Material für die Reflektorschicht mit der Zeit zu einer stärkeren Abnahme der Lichtleistung führt, als Titanoxid.

Es wird angenommen, daß die Grundierungsschicht aus MgO und Al₂O₃ sowie ggf. Sb₂O₃ eine getternde Wirkung auf die Gasfüllung in der Lampe haben kann und auch die Reflexion verbessert, indem sie einiges von dem Licht reflektiert, das sonst durch die TiO₂-Reflektorschicht die kein vollkommener Reflektor ist, nach außen entweichen würde, und die Grundierungsschicht verringert auch die Quecksilberablagerung in dem Leuchtstoff und auf der TiO₂-Reflektorschicht

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert deren einzige Figur eine weggebrochene perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer Leuchtstofflampe zeigt

In der Zeichnung ist eine Leuchtstofflampe 1 dargestellt, die einen abgedichteten, langgestreckten Glaskolben 2 kreisförmigen Querschnittes aufweist, wobei der Kolben aus Soda/Kalk/Siliziumdioxid-Glas besteht Die Lampe weist die übliche Elektrodenstruktur 3 an jedem Ende auf, die durch die Zuleitungsdrähte 4 und 5 getragen ist, die sich durch einen Lampenstempel 6 aus Glas in einem Montagefluß 7 bis zu den Kontakten von Sockeln 8 erstrecken, die an den Endstücken der Lampe befestigt sind. Der Glaskolben 2 ist gefüllt mit einem inerten Gas, wie Argon oder einer Mischung aus Argon und anderen Gasen mit einem geringen Druck, z. B. etwa drei Torr und einer geringen Menge Quecksilber, die mindestens ausreicht um einen geringen Dampfdruck von etwa 0,8 Pa während des Betriebs der Lampe zu schaffen.

Die innere Oberfläche des Glaskolbens 2 ist mit einem dünnen klären Schutzfilm 9 aus Titandioxid bedeckt Um diesen klaren Schutzfilm zu bilden, wird eine metallorganische Verbindung des Titans, wie Tetrabutyltitanat oder Tetraisopropyltitanat gelöst in einem geeigneten Lösungsmittel, wie Butylacetat, auf das Glas aufgebracht. Das Lösungsmittel verdampft meist nach dem Aufbringen, und das Titanat verbleibt auf der inneren Oberfläche des Glaskolbens. Die Luftfeuchtigkeit hydrolysiert das Titanat meist mit der Geschwindigkeit, mit der das Lösungsmittel verdampft, und es wird dadurch Titandioxid gebildet, das als sehr dünner und klarer transparenter durchgehender Schutzfilm in einer Dicke von 0,002 bis 0,02 μπι zurückbleibt

Die Lampe wird dann mit einer Reflektorschicht 10 auf dem Schutzfilm 9, einer Grundierungsschicht 11 auf der Reflektorschicht 10 und einer Leuchtstoffschicht 12 auf der Grundierschicht 11 versehen, wobei sich die drei Schichten 10, 11 und 12 im wesentlichen über die gesamte Länge des Kolbens und um den Hauptteil der Oberfläche des Umfangs des Kolbens erstrecken. Dadurch entsteht ein Fenster 13, das sich längs der Lampe erstreckt.

Für die Herstellung des Fensters 13 können die Schichten 10, 11 und 12 in der genannten Reihenfolge über die gesamte innere Oberfläche des Glasrohres

(oder auf den Schutzfilm 9, wenn ein solcher vorhanden Tabelle I

ist) aufgebracht und dann über einen 45"-Teil des Fensterhelligkeit

Umfanges des Kolbens abgekratzt oder abgebürstet

werden. Die Leuchtstoffschicht 12 kann wenn es

gewünscht ist, mit einer nicht dargestellten Folgeschicht 5

aus teilchenförmigen! Al₂O₃ bedeckt weiden.

Das Material für die Reflektorschicht 10 ist teilchenförmiges Titandioxid mit einer bevorzugten Teilchengröße von weniger als 1 um Durchmesser mit einer Hauptmenge bei etwa 03 um, was etwa die Hälfte der mittleren Wellenlänge des sichtbaren Spektrums ist

Zur Herstellung der Reflektorschicht 10 kann das T1O2 als eine Suspension in einer Lösung von Äthylcellulose in einem organischen Lösungsmittel aufgebracht werden, wobei die Äthylcellulose als Binder dient Die Suspension wird in den vertikal gehaltenen Ko'ben hineingezogen und dann läßt man sie auslaufen. Danach wird der Kolben erhitzt, um den organischen Binder zu zersetzen und auszutreiben.

Die Grundierungsschicht 11 besteht aus Magnesiumoxid (MgO) mit einem Aluminiumoxidgehalt und ggf. zusätzlich Antimonoxid. Zur Herstellung der Grundierungsschicht kann man auch das Material hierfür in den Kolben hineinziehen und dann wieder auslaufen lassen.

Statt die Schichten über die gesamte Peripherie aufzutragen und sie dann auszukratzen, ist es auch möglich, eine bestimmte Menge der Suspension für die gewünschte Schicht in ein horizontal gelagertes Rohr jo einzubringen, das dann vor und zurück bewegt wird, um die gewünschte Winkelbreite der jeweiligen Schicht zu erhalten, gefolgt vom Trocknen und Erhitzen.

Die verbesserte Leistungsfähigkeit einer Leuchtstofflampe mit einer Grundierungsschicht aus Magnesium- r> oxid, Aluminiumoxid und Antimonoxid, verglichen mit einer ähnlichen Lampe (Standard-Lampe) ohne eine solche Grundierungsschicht ist in den folgenden Tabellen I und II gezeigt, wobei die Werte in der Tabelle I, bezogen auf die relative Fensterhelligkeit, und die Werte der Tabelle II auf die Helligkeit der Enden der Lampe in % der zentralen Helligkeit, nach verschiedenen Brennstunden aufgeführt sind. Diese Untersuchungen wurden mit sechs 55,9 cm langen Leuchtstofflampen ausgeführt, die einen kaltweißen Halogenphosphat-Leuchtstoff, eine Schutzschicht aus T1O2 auf der Innenseite des Kolbens sowie eine Reflektorschicht aus teilchenförmigem T1O2 enthielten. Die angegebenen Werte sind die Durchschnittswerte aller Testlampen. ¹JO

Erstes Ende

Zentrum

Zweites Ende

0 Std. mit Grundierungs- 69,5 82$ 70

schicht

3 Std. Standard-Lampe 67,5 79 67,5

1 Std. mit Grundierungs- 67 80,5 69,2

schicht

1 Std. Standard-Lampe 65 76 64

84 Std. mit Grundierungs- 61 76 63

schicht

84 Std Standard-Lampe 55,5 74,5 52

Tabelle II

Prozentuale Aufrechterhaltung der Endhelligkeit (E. B.) bezogen auf die zentrale Helligkeit (C B.) nach verschiedenen Betriebszeiten

Beschichtung	25	Zeit	Erstes	Zen	Zweites
	inter	Ende	trum	Ende
	vall	EBiCR	(100%)	EBiCB.
(h)	(%)		(%)

Lampe mit
Grundierungsschicht

Standard-Lampe
Lampe mit
Grundierungsschicht

Standard-Lampe
Lampe mit
Grundierungsschicht
Standard-Lampe

1
84

84

85
83

86
80

100 100

too

100 100

100

85

85 86

84 83

70

Bei den obigen Testlampen hat das erste Ende der Lampe einen kürzeren Montagefuß, d.h. kürzere Zuleitungsdrähte 4, 5 als das zweite Ende. Der Grund für diese verschiedenen Montagefußlängen ist der, daß das eine Ende bei einer tieferen Temperatur arbeitet, damit eine Quecksilber-Druckkontrolle erzielt wird.

Die Tabellen zeigen die verbesserte Helligkeit, Aufrechterhaltung der Helligkeit und Gleichmäßigkeit der Helligkeit längs der Fenster der Leuchtstofflampen mit Grundierungsschicht aus MgO, AI2O3 und SD2O3.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Leuchtstofflampe mit Fenster für reprographische Zwecke mit einem langgestreckten Kolben, auf dessen Innenseite eine Reflektorschicht aus Titandioxid, darüber eine Grundierungsschicht aus Metalloxid und darauf eine Leuchtstoffschicht aufgebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundierungsschicht aus Magnesiumoxid mit einem Aluminiumoxidgehalt besteht

2. Leuchtstofflampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundierungsschicht zusätzlich Antimonoxid enthält

3. Leuchtstofflampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundierung 99,1% MgO, 0,5% Al₂O₃ und 0,4% Sb₂O₃ umfaßt

4. Leuchtstofflampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektorschicht- und die Grundierungsmaterialien in Form kleiner Teilchen in etwa der gleichen Größe vorliegen.

5. Leuchtstofflampe nach Anspruch. 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen einen Durchmesser von weniger als 1 μιτι haben.

6. Leuchtstofflampe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der durchschnittliche Teilchendurchmesser etwa 0,3 μπι beträgt