DE2718735C2 - Quecksilberdampfhochdruckentladung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Quecksilberdampfhochdruckentladung, die außer einem Edelgas als Zündgas noch einen Zusatz zur Füllung von Eisen und/oder Kobalt- und/oder Nickelhalogenid enthält Da die Erfindung vorzugsweise Anwendung für therapeutische Bestrahlungszwecke finden soll, ist es wichtig, wie die von der Entladung ausgesandte Strahlung zusammengesetzt ist Gegenüber Lampen, die reinen Beleuchtungszwecken

dienen, soll bei solchen Strahlern der Anteil der mittel- und langwelligen Ultraviolett-Strahlung an der Gesamtstrahlung relatjy-hoch sein. Dieser Strahlungsanteil dringt tief in die Haut ein und bewirkt dort im wesentlichen die lichtkatalytischen und fotochemischen Reaktionen.

Da sich fast alle biologischen UV-Wirkungen mit Quecksilberdampfhochdruckentladungen erreichen lassen, finden diese bei den meisten der gebräuchlichen Ausführungen von Bestrahlungsgeräten Anwendung. Durch eine Quecksilberdampfhochdruckentladung, der Eisen- und/oder Manganhalogenid und evtl. Zinnhalogenid zugesetzt ist (DE-PS 18 01 834, DE-PS 19 00 765) ist es bekannt, die Ausbeute der UV-Strahlung, bezogen auf die Leistungsaufnahme des Strahlers,iasgesamt zu erhöhen und außerdem das relative Verhältnis von langwelliger UV-Strahlung (im Wellenlängenbereich zwischen 315 und 380 nm (UV-A)) zu mittelwelliger (im Wellenlängenbereich zwischen 280 und 315 nm (UV-B)) zu vergrößern. Aus der US-PS 34 16 023 ist die Erzeugung einer Strahlung, die nur langwelliges UV und kurzwelliges sichtbares Licht aussendet, durch Zusatz von Kobaltchlorid in einer für Bestrahlungszwecke verwendeten Quecksilberdampfhochdruckeatladungslampe bekannt Ganz allgemein ist diu Verwendung u. a. von Eisenjodid bzw. Kobalt- bzw. Nickeljodid in Quecksilberdampfhochdruckentladungslampen füc Beleurhtungszwecke aus der Veröffentlichung in »Journal of the Optical Society of America« (1964), Bd. 54, Nr. \ Seiten 532 bis 540, bekannt Dementsprechend richten sich die Untersuchungen in dieser Veröffentlichung darauf, die;-jiigen Metallhalogenidzusätze zum Quecksilber zu finden, mit denen sich die höchste Lichtausbeute und eine gute Farbwiedergabe der Lampen, also die günstigsten Eigenschaften der Lampen im visuellen Bereich, erzielen lassen. In der Arbeit befindet sich aber kein Hinweis auf die Eigenschaften der Elemente Eisen, Nickel, Kobalt im ultravioletten Spektralgebiet

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Strahlungsquelle zu schaffen, die in dem Wellenlängenbereich zwischen 300 und 400 nm eine gegenüber den bekannten Anordnungen erhöhte integrale Ausbeute hat, wobei besonders der Anteil an Strahlung im Grenzgebiet zwischen mittelwelligem und langwelligem Ultraviolett (310 bis 350 nm) groß ist

Die Quecksilberdampfhochdruckentladung gemäß der Erfindung, die außer einem Edelgas als Zündgas noch einen Zusatz zur Füllung von Eisen- und/oder Kobalt- und/oder Nickelhalogenid enthält, ist dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung der Entladung als UV-Strahler der Strahler metallisches Nickel und/oder metallisches Eisen + Kobalt oder Eisen + Nickel oder Nickel + Kobalt in einer Gesamtmenge von 0,01 bis 1 mg/cm³ sowie eine zur Bildung der Halogenide dieser Metalle etwa äquivalente Menge Halogen enthält. Da die in den Strahler eingebrachte Gesamtmenge wegen der Einhaltung der elektrischen Daten des Strahlers begrenzt ist, soll der Anteil von Eisen in Gew.-% am Zusatz vorzugsweise die Hälfte nicht überschreiten. Das hat gleichzeitig den Vorteil, daß der Strahler möglichst viel an Metallen, die im Bereich zwischen 310 und 340 nm emittieren, enthalten kann. Wird als Halogen Jod oder/und Brom verwendet, ist es zweckmäßigerweise jeweils in Verbindung mit Quecksilber, das heißt in Form von Hgj2 bzw. HgBr2, einzubringen. Das Halogen wird — wie bereits erwähnt — vorteilhafterweise in einer zur Bildung der Halogenide des neben dem Quecksilber in der Lampe vorhandenen Zusatzmetalls äquivalenten Mengen zugefügt. Es ist aber auch möglich, einen Halogenüber- oder -Unterschuß zu verwenden.

Die Erfindung ist bedeutsam für die Verwendung zu therapeutischen Zwecken, insbesondere für die Behandlung von Hautkrankheiten, wie der Psoriasis. Die Behandlung mit ultravioletter Strahlung ist besonders wirksam, wenn neben einem hohen Anteil an langwelligem UV (UV-A) noch ein bedeutender Anteil an Strahlung im Grenzgebiet zwischen mittelwelligem (UV-B) und langwelligem (UV-A) Bereich, also zwischen 310 und 350 nm, vorhanden ist Dadurch den hohen Anteil an UV-A und UV-B wird die Behandlungsdauer erheblich herabgesetzt. Darüber hinaus ermöglicht die hohe integrale UY-Ausbeute im Bereich von 300 bis 400 nm auch eine bevorzugte Anwendung des Strahlers auf anderen Gebieten, wie Drucktrocknung, Folienkaschierung, UV-Härtung von Kunststoffen, Leiterplattenherstellung sowie in der grafischen Industrie.
In den F i g. 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel des Strahlers nach der Erfindung wiedergegeben.

F i g. 1 zeigt einen zweisockeligen Strahler;

F i g. 2 ist die spektrale Strahlstärkeverteilung s^des Strahlers dargestellt.

In der Fig. 1 besteht das Entladungsgefäß 1 üblicherweise aus Quarzglas. Für Anwendungsgebiete des Strahlers, bei denen der kurzwellige Anteil der UV-Strahlung unerwünscht ist, ist das Quarzglas mit TiO₂ oder

VO₂ oder dergleichen dotiert oder mit einem Oberzug aus diesen Oxiden versehen. An jedem Ende des Entladungsgefäßes 1 befindet sich eine vakuumdichte Folieneinschmelzung 2,3, wodurch die Kerndrähte der aus Wolfram bestehenden, mit ThO₂ aktivierten Elektroden 4,5 mit den Stromzuführungen 6,7 verbunden sind. Als Sockel dient ein mit Einkerbungen versehener Keramikzylinder 8, der auf die jeweilige Endquetschung 9, 10 teilweise (soweit wie die Einkerbungen reichen) aufgeschoben und durch Kitt 11 befestigt wird. Innerhalb des Sockelzylinders 8 befindet sich ein Kontakt 12, mit dem die Stromzuführung 6,7 verbunden ist. Die Enden des Gefäßes 1 können zur Erzielung einer gleichmäßigen Temperaturverteilung mit einem Wärmestaubelag 13,14 aus ZrO₂ versehen sein. Das Entladungsgefäß 1 hat einen Innendurchmesser von 16 mm, der Elektrodenabstand beträgt 44 mm, das Volumen 11 cm³. Der Strahler hat eine Leistungsaufnahme von 360 W und wird mit 35 A an 220 V Wechselspannung betrieben. In der Tabelle sind die Füllmengen solcher Strahler bei verschiedenen Füllsubstanzen enthalten:

Beispiel Nr. Co(mg) Ni(mg) Fe(mg) Hg]₂(mg) Hg(mg) Ar(mbar)

15 1
2
3

Die bevorzugte Ausführungsform entspricht dem Beispiel 2.

Aus der in der F i g. 2 dargestellten spektralen Strahlstärkeverteiiung des bevorzugten Ausführu^gsbeispieis ist ersichtlich, daß die Strahlungsausbeute im gesamten UV-Bereich mehr als 20% der zugeführten elektrischen Leistung beträgt Im medizinisch und kosmetisch besonders wirksamen Bereich von 310 bis 350 nm beträgt die UV-Ausbeute ca. 6% der aufgenommenen Leistung. Dies bedeutet eine Verdoppelung des UV-Anteils in diesem Bereich gegenüber einem Strahler, der nur Eisenhalogenid als Zusa'z enthält.

0,5	0,5	—	7,7	14	40
0,6		0,2	7,7	14	40
0,6		0,4	7,7	14	40

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Quecksflberdampfhochdruckentladung, die außer einem Edelgas als Zündgas noch einen Zusatz zur Füllung von Eisen- und/oder Kobalt- und/oder Nickelhalogenid enthält, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung der Entladung als UV-Strahler der Strahler metallisches Nickel und/oder Eisen + Kobalt oder Eisen + Nickel oder Nickel + Kobalt in einer Gesamtmenge von 0,01 bis 1 mg/cm³ sowie eine zur Bildung der Halogenide dieser Metalle etwa äquivalente Menge Halogen enthält

2. Quecksilberdampfhochdruckentladung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil von Eisen in Gew.-% am Zusatz höchstens die Hälfte beträgt.

ίο

3. Quecksilberdampfhochdruckentladung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Halogen bei der Verwendung von Jod und/oder Brom in Form von Hgj2 und/oder HgBr₂ eingebracht wird.