DE69823623T2

DE69823623T2 - Leuchtstofflampe

Info

Publication number: DE69823623T2
Application number: DE69823623T
Authority: DE
Inventors: Toshifumi Takatsuki-shi Kondoh; Hisatoshi Kyoto-shi Uchiyama; Yutaka Takatsuki-shi Koyamada
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1997-12-05
Filing date: 1998-12-04
Publication date: 2005-05-19
Anticipated expiration: 2018-12-05
Also published as: DE69823623D1; EP0921554A1; JPH11167899A; EP0921554B1; US6229257B1; JP3199110B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leuchtstofflampe. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Leuchtstofflampe mit einer reduzierten Beeinträchtigung der Umwelt durch Verbesserung des Glaskolbenmaterials und der Anordnung zur Bereitstellung einer Elektrode für die Leuchtstofflampe.
Eine Leuchtstofflampe hat im allgemeinen die nachfolgend beschriebene Konfiguration. Wie in 5 gezeigt, umfaßt eine konventionelle Leuchtstofflampe einen zylindrischen Glaskolben 33, dessen Innenfläche mit einer fluoreszierenden Substanz 37 beschichtet ist. Der Glaskolben 33 ist an beiden Enden des Glaskolbens 33 mit Sockeln abgedichtet (5 zeigt nur ein Ende des Glaskolbens 33). Der Sockel umfaßt eine Wulst 32, eine Auslaßröhre 34, Bleidrähte 35 und eine Glühwendel 36. Die zwei Bleidrähte 35 sind mit den Enden der Glühwendel 36 verbunden. Der Glaskolben wird zu einem Vakuum evakuiert, und Quecksilber und ein Edelgas werden durch die Auslaßröhre injiziert. Danach wird die Auslaßröhre abgedichtet. Eine Lampenfassung 38 wird mit einem Bindemittel 39 an dem Ende des Glaskolbens 33 befestigt. Die Bleidrähte 35 werden mit Elektrodenanschlußstiften 31, die an der Lampenfassung 38 vorgesehen sind, verbunden.
Der Glaskolben 33 wird aufgrund der niederen Kosten und einfachen Handhabung aus einem Natronkalkglas, das 10 bis 20 Gew.-% Natriumoxid enthält, geformt. Im allgemeinen wird Bleiglas, welches 4 bis 28 Gew.-% Bleioxid enthält, als Glasmaterial für den Sockel einschließlich der Auslaßröhre und der Wulst verwendet, weil es bei dem Erwärmungsprozeß einfach zu handhaben ist. Darüber hinaus wird die Lampenfassung 38 aus Aluminium oder Kunststoff, wie zum Beispiel Polycarbonat, geformt. Das Bindemittel 39 wird unter Verwendung eines organischen Lösungsmittels wie bspw. Phenol gebildet.
Andererseits wird in jüngster Zeit Umweltbelangen große Aufmerksamkeit gewidmet. In Reaktion auf diese Tendenz, wurden auf dem Gebiet der Leuchtstofflampen verschiedene Anstrengungen zur Reduzierung der Umweltbeeinträchtigungen unternommen. Wiederverwertung von Ausschußlampen, Reduzierung von Umweltkontaminanten bzw. umweltverunreinigenden Substanzen und Verbessern der Arbeitsplatzbedingungen sind Beispiele für derartige Anstrengungen.
Eine Vielzahl von Ansätzen wurden vorgeschlagen, um ein Wiederverwerten von Leuchtstofflampen zu betreiben, so daß Quecksilber, Natronkalkglas und Bleiglas durch eine Wiederaufbereitungsbehandlung wiederverwendet werden können. Jedoch ist das Sortieren der Gläser nach Typen weiterhin problematisch, so daß die Glasmaterialien bis jetzt noch nicht vollständig wiederverwendet wurden. So sind für Lampenfassungen die Kosten der Wiederaufbereitung unattraktiv hoch, und von daher werden derzeit die Ausschußlampenfassungen weggeworfen.
Die problematischsten verunreinigenden Substanzen sind Quecksilber und Blei. Um die Probleme mit Quecksilber zu bewältigen, wurde ein Verfahren zur Abdichtung von Quecksilber geändert. Genauer gesagt wurde flüssiges Quecksilber durch vorhergehendes Abtropfen verschlossen, wobei zur Zeit andere Methoden in Verbindung mit der Verwendung von Ein kapselungen, Legierungen oder Amalgam verwendet werden. Dadurch werden die Menge an enthaltenem Quecksilber reduziert und Arbeitsplatzbedingungen verbessert.
Jedoch ist Quecksilber in einer Lampe in einer Menge enthalten, die größer ist als die Menge, die theoretisch zum Leuchten der Leuchtstofflampe notwendig wäre.
Eine größere Menge an Quecksilber ist zum Teil deshalb notwendig, weil Quecksilber durch Natronkalkglas, das im allgemeinen für einen Glaskolben verwendet wird, aufgenommen wird. Wenn die Lampe, die einen aus Natronkalkglas geformten Glaskolben enthält, zu leuchten beginnt, diffundieren, solange die Lampe an ist, in dem Natronkalkglas vorhandene Natriumionen zu der Oberfläche des Glaskolbens. Die diffundierten Natriumionen reagieren mit dem Quecksilberdampf. Andererseits wird Quecksilber an den Fehlstellen gebunden, welche sich als Resultat der Diffusion der Natriumionen bilden. Derart gebundenes Quecksilber trägt nicht länger zur Entladung bei. Diese Phänomene verbrauchen Quecksilber, und von daher wird in die Lampe eine Überschußmenge an Quecksilber, welche größer ist als diejenige Menge, die zum Glühen der Lampe notwendig ist, eingebracht.
In bezug auf Blei wurde eine Vielfalt von Gläsern vorgeschlagen, die weniger Blei oder gar kein Blei beinhalten. Jedoch weisen all die vorgeschlagenen Gläser in ihren Charakteristika Nachteile auf. Daher wird derzeit immer noch Glas verwendet, welches eine große Menge an Bleioxid enthält. Wenn Glas, welches eine große Menge an Bleioxid enthält, während den Herstellungsschritten für eine Lampe, zu einer hohen Temperatur erhitzt wird, wird toxisches Bleioxid verteilt und in die Luft verdampft. Dieser Umstand kann eine große Beeinträchtigung für die Arbeiter und die Umwelt darstellen. Daher wird ein großer finanzieller Auf wand nötig, um diesen Problemen zu begegnen, so daß die Beeinträchtigung auf die Arbeiter und die Umgebung reduziert werden kann.
Wie voranstehend beschrieben, können die Lampenfassung und das Bleiglas in einer konventionellen Leuchtstofflampe Umweltprobleme hervorrufen. Genauer gesagt kommt die Lampenfassung auf eine Müllhalde, nachdem die Lampe entsorgt wurde. Das Bleiglas gibt toxisches Bleioxid frei, was einen großen finanziellen Aufwand erfordert, um diesem Problem vorzubeugen. Zudem ist Bleiglas kaum wiederaufbereitbar. Darüber hinaus verhindert die Verwendung von Natronkalkglas für eine Leuchtstofflampe die Reduktion der Menge an Quecksilber, die innerhalb einer Leuchtstofflampe eingeschlossen werden muß. Die EP-A1-0603933 beschreibt ein bleifreies Glas, das kein PbO, F und B₂O₃ enthält. Anspruch 1 der vorliegenden Erfindung ist gegenüber diesem Dokument abgegrenzt.
In Anbetracht des Vorangegangenen ist es demnach eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Leuchtstofflampe bereitzustellen, die durch einen Glaskolben aus einem Material, das eine Reduktion der eingeschlossenen Quecksilbermenge erlaubt und dadurch, daß sie keine Lampenfassungen oder Bleiglas verwendet, eine Beeinträchtigung der Umwelt (d. h. Ermöglichung einer Wiederaufbereitung und Reduktion der Umweltkontaminanten) reduzieren kann.
Eine Leuchtstofflampe gemäß der vorliegenden Erfindung ist in Anspruch 1 beansprucht. In einer Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Lampe einen Glaskolben, dessen Innenfläche mit einer fluoreszierenden Substanz beschichtet ist, eine an einem Ende des Glaskolbens zum Abdichten des Glaskolbens angebrachte Glaswulst, eine in der Glaswulst vorgesehene und abgedichtete Auslaßröhre, eine in einem Innenab schnitt des Glaskolbens angeordnete Glühwendel, und ein elektrisch mit der Glühwendel verbundenes Elektrodenanschlußelement, wobei die Glaswulst die Position des Elektrodenanschlußelements steuert, und wobei der Glaskolben eine Zusammensetzung aufweist, die folgendes umfaßt:
65 bis 73 Gew.-% SiO₂,
1 bis 5 Gew.-% Al₂O₃,
0,5 bis 2 Gew.-% Li₂O,
5 bis 10 Gew.-% Na₂O,
3 bis 7 Gew.-% K₂O,
0,5 bis 2 Gew.-% MgO,
1 bis 3 Gew.-% CaO,
1 bis 10 Gew.-% SrO,
1 bis 15 Gew.-% BaO,
0 bis 3 Gew.-% B₂O₃,
0 bis 2 Gew.-% Sb₂O₃,
0 bis 0,5 Gew.-% Fe₂O₃,
und dadurch gekennzeichnet ist, daß der Glaskolben mehr als 0 Gew.-% B₂O₃ und/oder Sb₂O₃ umfaßt.
Gemäß der Leuchtstofflampe der vorliegenden Erfindung gibt die Glaswulst die Position des Elektrodenanschlußelementes vor. Daher bedarf es keiner Lampenfassung, um die Position des Elektrodenanschlußelementes vorzugeben. Demnach ist auch kein Bedarf zur Verwendung eines Bindemittels zum Befestigen der Lampenfassung an dem Glaskolben. Zudem entfallen dadurch die Schritte der Verbindung des Bleidrahtes mit dem Lampenfassungselement und der Befestigung der Lampenfassung an dem Glaskolben. Die Zusammensetzung des Glaskolbens gemäß der Erfindung beinhaltet weniger Natriumoxid als eine Glaszusammensetzung eines konventionellen Glaskolbens. Demnach ist es möglich, den Verbrauch von Quecksilber in dem Glaskolben zu reduzieren, somit resultierend in einer Reduzierung der in der Leuchtstofflampe einzuschließenden Menge an Quecksilber. Somit stellt die vorliegende Erfindung eine Leuchtstofflampe bereit, die im Hinblick auf die Umwelt und die Kosten während der Herstellung der Leuchtstofflampe Vorteile hat.
In einer Ausführungsform der Leuchtstofflampe der vorliegenden Erfindung weisen der Glaskolben und die Glaswulst vorzugsweise im wesentlichen die gleiche Zusammensetzung auf. Dies ist bevorzugt, weil dadurch die Abdichtungseigenschaft der Leuchtstofflampe verbessert werden kann.
In einer anderen Ausführungsform der Leuchtstofflampe der vorliegenden Erfindung weist der Glaskolben, die Glaswulst und die Auslaßröhre vorzugsweise im wesentlichen die gleiche Zusammensetzung auf. In dieser bevorzugten Ausführungsform ist es nicht notwendig bei einer Wiederverwertungsbehandlung Glas nach Typen zu sortieren, da der Glaskolben, die Glaswulst und die Auslaßröhre im wesentlichen die gleiche Zusammensetzung haben. Dies erleichtert die Wiederverwertung.
In noch einer anderen Ausführungsform der Leuchtstofflampe der vorliegenden Erfindung weisen der Glaskolben, die Glaswulst und die Auslaßröhre als eine Hauptkomponente Siliziumdioxid auf und haben eine Zusammensetzung, die im wesentlichen kein Blei enthält.
Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform kann eine Leuchtstofflampe frei von toxischem Blei hergestellt werden.
Das Mengenverhältnis der Komponenten der vorliegenden Erfindung ist auf den oben beschriebenen Bereich aus den nachfolgend aufgeführten Gründen festgelegt.
Wenn SiO₂, was ein wesentlicher Bestandteil bei Herstellung von Glas ist, in einer geringeren Menge als 65 Gew.-% vorliegt, wird der Expansionskoeffizient hoch, und die chemische Resistenz verschlechtert sich. Demnach ist ein SiO₂-Gehalt von weniger als 65 Gew.-% nicht bevorzugt. Wenn er 73 Gew.-% übersteigt, wird der Expansionskoeffizient extrem niedrig, und somit die Erweichungstemperatur hoch, was zu einer Schwierigkeit beim Ausformen führt. Ein Al₂O₃-Gehalt weniger als 1 Gew.-% verschlechtert die chemische Resistenz, und ein Al₂O₃-Gehalt von mehr als 5 Gew.-% resultiert in einem inhomogenen Glas und mehr Schlieren. Alkalimetalloxide wie Li₂O, Na₂O und K₂O werden verwendet, um das Schmelzen des Glases zu beschleunigen und dienen zur Reduzierung der Viskosität von Glas. Wenn eines dieser Alkalimetalloxide hinzugefügt wird, ist der elektrische Widerstand wesentlich geringer als notwendig. Wenn jedoch alle drei Alkalimetalloxide mit einem Li₂O-Gehalt von 0,5 bis 2 Gew.-%, einem Na₂O-Gehalt von 5 bis 10 Gew.-% und einem K₂O-Gehalt von 3 bis 7 Gew.-% verwendet werden, kann ein ausreichend hoher elektrischer Widerstand erhalten werden. Erdalkalimetalloxide wie MgO und CaO verbessern die elektrische Isolierung und die chemische Resistenz. Ein MgO-Gehalt von weniger als 0,5 Gew.-% oder ein CaO-Gehalt von weniger als 1 Gew.-% kann jedoch diese Vorteile nicht bieten. Ein MgO-Gehalt von mehr als 2 Gew.-% oder ein CaO-Gehalt von mehr als 3 Gew.-% ist nicht vorzuziehen, weil das Glas undurchsichtig werden kann. SrO verbessert die Härte und die chemische Resistenz von Glas. Ein SrO-Gehalt von weniger als 1% bietet diese Vorteile jedoch nicht. Ein SrO-Gehalt von mehr als 10 Gew.-% vergrößert die Undurchsichtigkeit. BaO dient zur Herabsetzung der Erweichungstemperatur. Ein BaO-Gehalt von weniger als 1 Gew.-% kann diesen Vorteil jedoch nicht bieten. Ein BaO-Gehalt von mehr als 15 Gew.-% vergrößert die Undurchsichtigkeit. Aus diesen Gründen ist das bevorzugte Mengen verhältnis der Komponenten der vorliegenden Erfindung wie oben angegeben festgelegt.
In einer Leuchtstofflampe der vorliegenden Erfindung beinhaltet der Glaskolben ferner 0 bis 3 Gew.-% B₂O₃. Bei Zusätzen von bis zu 3 Gew.-% B₂O₃ zu dem Glaskolbenmaterial kann die Stärke und die Widerstandsfähigkeit des Materials verbessert werden. Zudem ist es weniger wahrscheinlich, daß das Glas undurchsichtig wird. Somit kann die Stabilität der Leuchtstofflampe ohne Lampenfassung kompensiert und die Leuchtstofflampe der vorliegenden Erfindung effektiv produziert werden. Ein Gehalt von mehr als 3 Gew.-% ist nicht zu bevorzugen, weil dabei der Expansionskoeffizient zu klein wird.
In der Leuchtstofflampe der vorliegenden Erfindung enthält der Glaskolben ferner 0 bis 2 Gew.-% Sb₂O₃. Durch Zusatz von bis zu 2 Gew.-% Sb₂O₃ zu dem Glaskolbenmaterial kann die Klarheit des Materials verbessert werden. Ein Sb₂O₃-Gehalt von mehr als 2 Gew.-% ist nicht zu bevorzugen, weil dadurch Wiederaufschäumen oder Schwärzung während des Heizvorgangs auftreten kann.
In der Leuchtstofflampe der vorliegenden Erfindung enthält der Glaskolben ferner 0 bis 0,05 Gew.-% Fe₂O₃. Durch Zusatz von bis zu 0,05 Gew.-% Fe₂O₃ zu dem Glaskolbenmaterial kann die Abstrahlung von ultravioletten Strahlen von der Leuchtstofflampe unterdrückt werden. Ein Fe₂O₃-Gehalt von mehr als 0,05 Gew.-% ist nicht zu bevorzugen, weil dadurch das Glas farbig werden kann.
In einer anderen Ausführungsform der Leuchtstofflampe der vorliegenden Erfindung ist die Glaswulst derart an dem Glaskolben angebracht, daß sie den Glaskolben mittels Klemmung abdichtet.
In einer weiteren Ausführungsform der Leuchtstofflampe der vorliegenden Erfindung ist die Glaswulst vorzugsweise konisch erweitert. Vorzugsweise ist die konische Glaswulst derart an dem Glaskolben angebracht, daß sie den Glaskolben mittels Verschmelzen abdichtet.
In noch einer anderen Ausführungsform der Leuchtstofflampe der vorliegenden Erfindung ist das Elektrodenanschlußelement vorzugsweise über einen Bleidraht elektrisch mit der Glühwendel verbunden. Eine Verbindung zwischen dem Elektrodenanschlußelement und dem Bleidraht ist vorzugsweise mit der Glaswulst verschmolzen. Zumindest ist ein Abschnitt des Bleidrahts, der mit der Glaswulst verschmolzen ist, vorzugsweise aus einem Dumet (einem Dumet-Draht) gebildet. Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform wird die Abdichtung der Glaswulst und des Elektrodenanschlußelementes und des Bleidrahtes verstärkt, somit verbunden mit einer Verringerung der schwachen Leistungseigenschaften der Elektrodenanschlüsse aufgrund von Undichtigkeiten.
In einer anderen Ausführungsform der Leuchtstofflampe der vorliegenden Erfindung ist das Elektrodenanschlußelement vorzugsweise aus einem Metalldraht gebildet.
In einer anderen Ausführungsform der Leuchtstofflampe der vorliegenden Erfindung ist das Elektrodenanschlußelement vorzugsweise ein Elektrodenanschlußstift.
In noch einer anderen Ausführungsform der Leuchtstofflampe der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise in der Nähe des Elektrodenanschlußstiftes ein Element zum Verstärken des Elektrodenanschlußstiftes gebildet. Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform kann die Stärke der Elektrodenanschlußstifte verbessert werden, und somit die auf dem Elek trodenanschlußstift liegende Last reduziert werden, wenn sie in eine Fassung einer Vorrichtung zum Leuchten der Lampe gesteckt werden. Somit beugt die Bereitstellung des verstärkenden Elementes Schaden an dem Elektrodenanschlußstift und eines Teils des benachbarten Bereichs des Elektrodenanschlußstiftes vor.
In noch einer anderen Ausführungsform der Leuchtstofflampe der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise das Element zum Verstärken des Elektrodenanschlußstiftes aus einem biologisch abbaubaren Kunststoff gebildet. Diese bevorzugte Ausführungsform bietet einen Vorteil bei der Behandlung von Ausschußlampen, weil ein biologisch abbaubares verstärkendes Element nur eine kleine Beeinträchtigung der Umwelt verursacht, selbst wenn es ohne eine Wiederverwertungsbehandlung entsorgt wird.
Wie vorstehend beschrieben, stellt die vorliegende Erfindung eine Leuchtstofflampe bereit, die durch Bilden eines Glaskolbens mit einem Material, welches eine Reduzierung der eingeschlossenen Quecksilbermenge erlaubt und durch Nichtverwendung einer Lampenfassung bzw. von Bleiglas eine Beeinträchtigung der Umwelt reduziert.
Diese und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden Fachleuten beim Lesen und Verstehen der folgenden detaillierten Beschreibung, welche nur im Wege eines Beispiels gegeben wird, und in Bezug auf die begleitenden Figuren klar.
1 ist eine partielle Querschnittsansicht einer Leuchtstofflampe einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bevor ein Glaskolben mit einer Glaswulst abgedichtet ist.
2A und 2B sind partielle Seitenansichten einer Leuchtstofflampe der ersten in 1 gezeigten Ausführungsform nachdem die Glaswulst an dem Glaskolben derart angebracht ist, daß der Glaskolben mittels Klemmung abgedichtet ist.
3 ist eine partielle Querschnittsansicht einer Leuchtstofflampe einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine partielle Seitenansicht einer Leuchtstofflampe gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine partielle Querschnittsansicht einer konventionellen Leuchtstofflampe.
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Ausführungsform 1
1 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht, welche eine Leuchtstofflampe gemäß einer Ausführungsform 1 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Genauer zeigt 1 eine schematische partielle Querschnittsansicht einer Leuchtstofflampe dieser Ausführungsform bevor ein Glaskolben mit einer Glaswulst abgedichtet ist. 2A und 2B sind partielle Seitenansichten der Leuchtstofflampe, die in 1 gezeigt ist, nachdem die Glaswulst an dem Glaskolben angebracht ist, um den Glaskolben mittels Klemmung abzudichten. 2A ist eine Frontansicht und 2B ist eine gegenüber der Frontansicht von 2A um 90° gedrehte Ansicht. Ein Verfahren zum Klemmen bezieht sich hierbei auf ein Verfahren, bei welchem das Ende des Glaskolbens und der Glaswulst zum Erweichen erwärmt werden und durch eine Druck-Formungsmaschine oder Ähnliches Druck auf das jeweilige Ende des Glaskolbens und der Glaswulst ausgeübt wird, wodurch die Glaswulst an das Ende des Glaskolbens angefügt wird.
Wie in den 1, 2A und 2B gezeigt, sind in der Leuchtstofflampe der vorliegenden Erfindung zwei mit einer Glühwendel 6 über Bleidrähte 5 elektrisch verbundene Elektrodenanschlußstifte 1 an einer Glaswulst 2 befestigt. Eine Glaswulst 2 ist derart an dem Glaskolben 3 angebracht, daß sie den Glaskolben 3 mittels Klemmung abdichtet. Eine fluoreszierende Substanz 7 ist auf einer Innenfläche des Glaskolbens 3 aufgetragen. Der Glaskolben ist zu einem Vakuum evakuiert und Quecksilber und ein Edelgas werden durch eine Auslaßröhre 4 injiziert. Dann wird die Auslaßröhre abgedichtet. 2A und 2B sind Seitenansichten dieser Leuchtstofflampe.
In der Leuchtstofflampe dieser Ausführungsform werden die Elektrodenanschlußstifte 1 an vorbestimmten Positionen der Glaswulst 2 befestigt. Dadurch ist keine Lampenfassung, welche in konventionellen Leuchtstofflampen zum Zwecke der Regulierung der Position der Elektrodenanschlußstifte gebraucht wird, länger notwendig. Somit ist ein Bindemittel, welches zum Befestigen der Lampenfassung an dem Glaskolben gebraucht wird, ebenfalls nicht länger notwendig. Ferner entfallen die Schritte des Verbindens der Bleidrähte mit der Lampenfassung und des Befestigens der Lampenfassung an dem Glaskolben. Somit stellt diese Ausführungsform eine Leuchtstofflampe bereit, die hinsichtlich der Umwelt und der Kosten der Lampenproduktion Vorteile hat.
Sowohl die Glaswulst 2, der Glaskolben 3 als auch die Auslaßröhre 4 der Leuchtstofflampe der vorliegenden Erfindung bestehen vorzugsweise im wesentlichen aus 65 bis 73 Gew.-% SiO₂, 1 bis 5 Gew.-% Al₂O₃, 0 bis 3 Gew.-% B₂O₃, 0,5 bis 2 Gew.-% Li₂O, 5 bis 10 Gew.-% Na₂O, 3 bis 7 Gew.-% K₂O, 0,5 bis 2 Gew.-% MgO, 1 bis 3 Gew.-% CaO, 1 bis 10 Gew.-% SrO, 1 bis 15 Gew.-% BaO, 0 bis 2 Gew.-% Sb₂O₃, und 0 bis 0,05 Gew.-% Fe₂O₃, und mehr als 0 Gew.-% von B₂O₃ und/oder Sb₂O₃.
Mittels dieser Ausführungsform, in welcher die Glaswulst 2, der Glaskolben 3 und die Auslaßröhre 4 die oben beschriebene Zusammensetzung haben, kann eine Leuchtstofflampe frei von toxischem Blei erhalten werden. Des weiteren umfaßt die Zusammensetzung gemäß dieser Ausführungsform weniger Natriumoxid als eine Glaszusammensetzung eines konventionellen Glaskolbens. Aufgrund dessen ist es möglich, den Verbrauch von Quecksilber in dem Glaskolben 3 zu reduzieren, was somit zu einer Reduzierung der in der Leuchtstofflampe einzuschließenden Quecksilbermenge führt. Ferner ist es möglich, das Abdichten zwischen dem Glaskolben 3 und der Glaswulst 2 zu verbessern, da die Zusammensetzung des Glaskolbens 3 die gleiche ist wie diejenige der Glaswulst 2. Darüber hinaus ist es nicht nötig in einer Wiederverwertungsbehandlung Glas nach Typen zu sortieren, da die Zusammensetzung der Glaswulst 2, des Glaskolbens 3 und der Auslaßröhre 4 die gleiche ist, was somit ein Wiederverwerten erleichtert.
In der Leuchtstofflampe gemäß oben beschriebener Ausführungsform, können die Elektrodenanschlußstifte 1 in der Lampe auch ohne eine Lampenfassung an vorbestimmten Positionen befestigt werden. Zudem kann die Leuchtstofflampe ohne Verwendung von Bleiglas hergestellt werden. Ferner kann die in der Lampe einzuschließende Quecksilbermenge reduziert werden, da der Gehalt an Natriumoxid in dem Glaskolben klein ist. Demnach erleichtert die Leuchtstofflampe dieser Ausführungsform ein Wiederverwerten und reduziert umweltschädigende Substanzen. Somit kann eine Leuchtstofflampe hergestellt werden, die eine reduzierte Beeinträchtigung für die Umwelt darstellt.
Ausführungsform 2
3 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht einer Leuchtstofflampe gemäß einer Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung. Wie in 3 gezeigt, hat die Leuchtstofflampe gemäß dieser Ausführungsform den im folgenden beschriebenen Aufbau. Eine Glaswulst 12, die mit einer Auslaßröhre 14 versehen ist, ist konisch erweitert. Zwei Elektrodenanschlußstifte 11, die elektrisch mit einer Glühwendel 16 über Bleidrähte 15 verbunden sind, sind an der Glaswulst 12 befestigt. Ein Glaskolben 13, dessen Innenfläche mit einer fluoreszierenden Substanz 17 beschichtet ist, ist mit der Glaswulst 12 abgedichtet. Der Glaskolben ist zu einem Vakuum evakuiert und Quecksilber und ein Edelgas werden durch die Auslaßröhre 14 injiziert. Die Auslaßröhre 14 wird danach abgedichtet.
In dieser Ausführungsform, wird außerhalb der Glaswulst (auf der Seite der Elektrodenanschlußstifte 11) eine Schutzeinrichtung 10 zur Verstärkung der Elektrodenanschlußstifte vorgesehen, um die Stärke der Elektrodenanschlußstifte 11 zu vergrößern, wenn sie in eine Fassung einer Vorrichtung zum Leuchten der Lampe gesteckt werden. Die Schutzeinrichtung 10 zur Verstärkung der Elektrodenanschlußstifte wird bspw. aus Kunststoff, Glas, oder Keramik gebildet. Ferner wird die Schutzeinrichtung 10 zur Verstärkung der Elektrodenanschlußstifte vorzugsweise aus einer Substanz gebildet, die eine kleine Beeinträchtigung für die Umwelt darstellt, besonders bevorzugt aus einer biologisch abbaubaren Substanz.
Sowohl die Glaswulst 12, wie auch der Glaskolben 13 und auch die Auslaßröhre 14 der Leuchtstofflampe der vorliegenden Erfindung bestehen vorzugsweise im wesentlichen aus 65 bis 73 Gew.-% SiO₂, 1 bis 5 Gew.-% Al₂O₃, 0 bis 3 Gew.-% B₂O₃, 0,5 bis 2 Gew.-% Li₂O, 5 bis 10 Gew.-% Na₂O, 3 bis 7 Gew.-% K₂O, 0,5 bis 2 Gew.-% MgO, 1 bis 3 Gew.-% CaO, 1 bis 10 Gew.-% SrO, 1 bis 15 Gew.-% BaO, 0 bis 2 Gew.-% Sb₂O₃, und 0 bis 0,05 Gew.-% Fe₂O₃ und mehr als 0 Gew.-% von B₂O₃ und/oder Sb₂O₃. Mit anderen Worten haben die Glaswulst 12, der Glaskolben 13 und die Auslaßröhre 14 in der Ausführungsform 2 dieselbe Zusammensetzung wie in Ausführungsform 1.
Die Leuchtstofflampe von Ausführungsform 2 hat im wesentlichen dieselbe Konfiguration wie diejenige von Ausführungsform 1 insoweit als die Glaswulst 12, der Glaskolben 13 und die Auslaßröhre 14 aus der gleichen Zusammensetzung gebildet sind wie dies in Ausführungsform 1 der Fall ist. Demnach besitzt die Leuchtstofflampe der Ausführungsform 2 dieselben Vorteile wie die der Ausführungsform 1. Genauer gesagt, können die Elektrodenanschlußstifte 11 auch ohne eine Lampenfassung in der Lampe an vorbestimmten Positionen befestigt werden. Zudem kann eine Leuchtstofflampe ohne Verwendung von Bleiglas erhalten werden. Ferner kann die in der Lampe einzuschließende Quecksilbermenge reduziert werden, da der Gehalt an Natriumoxid in dem Glaskolben klein ist. Somit kann eine Leuchtstofflampe erhalten werden, die eine reduzierte Beeinträchtigung für die Umwelt darstellt (z. B. die einfach wieder zu verwerten ist und umweltschädigende Substanzen reduziert).
Ferner umfaßt die Leuchtstofflampe dieser Ausführungsform eine Schutzeinrichtung 10. Die Schutzeinrichtung 10 ist in die konisch erweiterte Glaswulst 12 eingepaßt und verstärkt die Elektrodenanschlußstifte 11. Diese Ausführungsform verbessert die Stabilität der Elektrodenanschlußstifte 11. Dies macht es möglich, die auf den Elektrodenanschlußstiften 11 anliegende Last zu reduzieren, wenn sie in eine Fassung einer Vorrichtung zum Leuchten der Lampe eingesteckt werden. Somit verhindert das Vorsehen der Schutzeinrichtung 10 Schaden an den Elektrodenanschlußstiften 11 und eines Teils in Nachbarschaft der Elektrodenanschlußstifte 11.
Dabei bezieht sich das Elektrodenanschlußelement auf einen auf Seiten der Lampe liegenden Teil der mit einem Kontaktpunkt in der Fassung der Vorrichtung zum Leuchten der Lampe elektrisch leitend verbunden sein kann. Die Form davon ist nicht begrenzt auf die Elektrodenanschlußstifte der Leuchtstofflampen von Ausführungsform 1 und 2 (siehe 1 bis 3). Bspw. kann, wie in 4 gezeigt, ein dünner linearer Leiter 21 als Elektrodenanschlußelement ausgebildet sein, und den Kontaktpunkt auf Seiten der Lampe bilden. Gemäß dieser Ausführungsform kann der Leiter 21 der Kontaktpunkt sein, der elektrisch leitend mit dem Kontaktpunkt in der Fassung verbunden ist und somit als Elektrodenanschlußelement fungieren kann.
In den Ausführungsformen 1 und 2 beziehen sich die Positionen, an welchen die Elektrodenanschlußstifte 1 und 11 befestigt sind, auf Positionen, an welchen die Verbindung mit der Fassung der Vorrichtung zum Leuchten der Lampe leicht herzustellen ist.
Die Elektrodenanschlußstifte 1 und 11 können mittels beliebiger Verfahren an vorbestimmten Stellen in der Glaswulst 2 und 12 befestigt werden. So können bspw. Löcher, die wenig größer sind als die äußeren Löcher der Elektrodenanschlußstifte 1 und 11, an den vorbestimmten Positionen der Glaswülste 2 und 12 vorgesehen werden. Dabei werden die Elektrodenanschlußstifte 1 und 11 durch die Löcher durchgezogen, um somit die Elektrodenanschlußstifte 1 und 11 zu unterstützen. Dann wird in die inneren Teile der Löcher geschmolzenes Glas injiziert, und das geschmolzene Glas verfestigt. Alternativ dazu werden die Glaswülste 2 und 12 erwärmt und erweicht und die Elektrodenanschlußstifte an den Glaswülsten mittels Klemmung befestigt.
Die Elektrodenanschlußstifte 1 und 11 können durch Schweißen, Anpressen, Umwinkeln oder ähnliches direkt mit den Glühwendeln 6 und 16 jeweils verbunden werden.
Alternativ dazu können die Elektrodenanschlußstifte 1 und 11 mit den Glühwendeln 6 und 16 über Bleidrähte 5 und 15 verbunden werden. In diesem Fall können die Bleidrähte 5 und 15 durch Schweißen, Anpressen, Umwickeln oder ähnliches mit den Elektrodenanschlußstiften 1 und 11 und den Glühwendeln 6 und 16 jeweils verbunden werden.
Beispiele
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen beschrieben.
Tabelle 1 zeigt eine Glaszusammensetzung "Beispiel 2" der vorliegenden Erfindung, eine Glaszusammensetzung "Beispiel 1" und Glaszusammensetzungen "Vergleichsbeispiele" aus dem Stand der Technik.
Die Glaszusammensetzung gemäß Beispiel 1 ist eine Glaszusammensetzung, die nicht in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist und nur zu Illustrationszwecken gezeigt wird. Die Glaszusammensetzung gemäß Beispiel 2 ist ein Beispiel einer Glaszusammensetzung der vorliegenden Erfindung. Die Glaszusammensetzung gemäß Vergleichsbeispiel 1 ist ein konventionelles Beispiel einer Glaszusammensetzung von Natronkalkglas, das für einen Glaskolben einer konventionellen Leuchtstofflampe verwendet wird. Ferner ist die Glaszusammensetzung gemäß Vergleichsbeispiel 2 ein konventionelles Beispiel einer Glaszusammensetzung von Bleiglas, das für einen Sockel einer konventionellen Leuchtstofflampe verwendet wird.
Der lineare Expansionskoeffizient ist ein durchschnittlicher Expansionskoeffizient zwischen 0 und 300°C, und entspricht einem Wert, der durch eine Messung gemäß "einem Testverfahren für den Durchschnittsexpansionskoeffizienten von Glas" in japanischen Industriestandards R3102 erhalten wird. Der Erweichungspunkt ist ein Wert, der durch eine Messung gemäß "einem Testverfahren für den Erweichungspunkt von Glas" in japanischen Industriestandards R3104 erhalten wird. Die Betriebstemperatur ist eine Temperatur entsprechend einer Viskosität von 10⁸ Pa·s, welche mittels einer Viskositätskurve bestimmt wird, die bei einer hohen Temperatur gemessen wurde.
In einem nächsten Schritt wurde eine Mehrzahl von Leuchtstofflampen mit Glasmaterialien hergestellt, welche Glaszusammensetzungen entsprechend den Beispielen 1 und 2 und den Vergleichsbeispielen 1 und 2 haben. Die Leuchtstofflampen wurden auf folgende Art und Weise hergestellt.
Beispiel 1
Ein Glaskolben, eine Glaswulst und eine Auslaßröhre werden aus einem Glasmaterial mit einer Glaszusammensetzung gemäß Beispiel 1 gebildet, was nicht in Übereinstimmung steht mit der vorliegenden Erfindung und nur für illustrative Zwecke gezeigt wird. Diese Teile werden verwendet, um eine eine gerade Röhre enthaltende Leuchtstofflampe von 40 Watt mit einer wie in 1 gezeigten Konfiguration herzustellen. Die Elektrodenanschlußstifte werden über aus einem Dumetdraht gebildete Bleidrähte mit einer Glühwendel verbunden. Die Bleidrähte werden durch Umwickeln mit der Glühwendel und den Elektrodenanschlußstiften verbunden. Die Elektrodenanschlußstifte werden so mit einer Glaswulst verbunden, daß die Verbindungsanteile der Elektrodenanschlußstifte und die Bleidrähte mit der Glaswulst durch Klemmung befestigt sind. Quecksilber war in Form von Amalgam in einer Menge von 5,0 mg enthalten.
Beispiel 2
Ein Glaskolben, eine Glaswulst und eine Auslaßröhre wurden aus einem Glasmaterial mit einer Glaszusammensetzung gemäß Beispiel 2 gebildet. Dann wurde analog zu Beispiel 1 eine Leuchtstofflampe von 40 Watt mit einer geraden Röhre und einer wie in 1 gezeigten Konfiguration, hergestellt, mit dem Unterschied, daß ein Glaskolben, eine Glaswulst und eine Auslaßröhre aus dem Glasmaterial der Glaszusammensetzung gemäß Beispiel 2 verwendet wurden.
Beispiel 3
Ein Glaskolben, eine Glaswulst und eine Auslaßröhre wurden aus einem Glasmaterial mit der Glaszusammensetzung gemäß Beispiel 1 gebildet. Dann wurde analog zu Beispiel 1 eine Leuchtstofflampe von 40 Watt mit einer geraden Röhre und einer wie in 3 gezeigten Konfiguration hergestellt.
Beispiel 4
Eine Leuchtstofflampe von 40 Watt mit einer geraden Röhre wurde analog zu Beispiel 1 hergestellt mit dem Unterschied, daß der Quecksilbergehalt 1,0 mg betrug.
Vergleichsbeispiel 1
Ein Glaskolben wurde aus einem Glasmaterial der Glaszusammensetzung gemäß Vergleichsbeispiel 1 gebildet. Eine Glaswulst und eine Auslaßröhre wurden aus einem Glasmaterial der Glaszusammensetzung gemäß Vergleichsbeispiel 2 gebildet. Dann wurden diese Teile zur Herstellung einer Leucht stofflampe von 40 Watt mit einer geraden Röhre und einer wie in 5 gezeigten Konfiguration verwendet. Der Quecksilbergehalt war 5,0 mg.
Vergleichsbeispiel 2
Eine Leuchtstofflampe von 40 Watt mit einer geraden Röhre wurde in der gleichen Art und Weise wie in Vergleichsbeispiel 1 gebildet, mit dem Unterschied, daß der Quecksilbergehalt 1,0 mg war.
Es wurden für jedes der Beispiele 1 bis 4 fünfzig Leuchtstofflampen produziert. Die Leuchtstofflampen der Beispiele 1 bis 4 ließen sich leicht produzieren und es traten dabei keine Fehler auf. Ferner trat bei keiner der Leuchtstofflampen beim Einsetzen in eine Vorrichtung zum Leuchten der Lampen ein Problem auf.
Dann wurden die Charakteristika wie Anfangslichtstrom und Lebensdauer der Leuchtstofflampen der Beispiele 1 bis 4 und der Vergleichsbeispiele 1 und 2 untersucht. Tabelle 2 zeigt die Charakteristika der Leuchtstofflampen der Beispiele 1 bis 4 und der Vergleichsbeispiele 1 und 2. Fünf Leuchtstofflampen wurden für jedes der Beispiele 1 bis 4 und der Vergleichsbeispiele 1 und 2 zur Untersuchung angefertigt und der Durchschnittswert der fünf Leuchtstofflampen wurde in Tabelle 2 zum Aufzeigen der Charakteristika verwendet. Das Lichtstromerhaltungsverhältnis in Tabelle 2 bezieht sich auf einen Lichtstrom nach 1000 oder 2000 Stunden Lebensdauertest im Verhältnis zu einem Lichtstrom nach 100 Stunden Lebensdauertest.
Tabelle 2
In Tabelle 2 waren drei Lampen der Leuchtstofflampen des Vergleichsbeispiels 2 nach 2000 Stunden Lebensdauertest aus. Aufgrund dessen konnte das Lichtstromerhaltungsverhältnis nicht bestimmt werden, (in Tabelle 2 gezeigt durch "*"). Der Durchschnittswert der verbleibenden 2 Lampen, welche noch an waren, war 92,6%.
Wie aus Tabelle 2 ersichtlich, besitzen die Leuchtstofflampen der Beispiele 1 bis 4 der vorliegenden Erfindung gleiche oder höhere Leistungsfähigkeit als die Leuchtstofflampen der Vergleichsbeispiele 1 und 2 und zudem weisen sie keine Mängel in den Charakteristika auf.
Ferner ist der Quecksilbergehalt in Beispiel 4 und in dem Vergleichsbeispiel 2 1,0 mg. Die Leuchtstofflampen von Beispiel 4 behielten nach 2000 Stunden Lebensdauertest eine ausreichende Lampeneigenschaft, während manche der Leuchtstofflampen des Vergleichsbeispiels 2 scheinbar aufgrund eines Mangels an Quecksilber nach 2000 Stunden Lebensdauertest aus waren.

Claims

Leuchtstofflampe mit: einem Glaskolben (3; 13), dessen Innenfläche mit einer fluoreszierenden Substanz (7; 17) beschichtet ist, einer an einem Ende des Glaskolbens zum Abdichten des Glaskolbens angebrachten Glaswulst (2; 12), einer in der Glaswulst vorgesehenen und abgedichteten Auslaßröhre (4; 14), einer in einem Innenabschnitt des Glaskolbens angeordneten Glühwendel (6; 16), und einem elektrisch mit der Glühwendel verbundenen Elektrodenanschlußelement (1; 11), wobei die Glaswulst die Position des Elektrodenanschlußelements steuert, und wobei der Glaskolben eine Zusammensetzung aufweist, die folgendes umfaßt: 65 bis 73 Gew.-% SiO₂, 1 bis 5 Gew.-% Al₂O₃, 0,5 bis 2 Gew.-% Li₂O, 5 bis 10 Gew.-% Na₂O, 3 bis 7 Gew.-% K₂O, 0,5 bis 2 Gew.-% MgO, 1 bis 3 Gew.-% CaO, 1 bis 10 Gew.-% SrO, 1 bis 15 Gew.-% BaO, 0 bis 3 Gew.-% B₂O₃, 0 bis 2 Gew.-% Sb₂O₃, 0 bis 0,05 Gew.-% Fe₂O₃, und dadurch gekennzeichnet, daß der Glaskolben mehr als 0 Gew.-% B₂O₃ und/oder Sb₂O₃ umfaßt.
Leuchtstofflampe nach Anspruch 1, wobei der Glaskolben und die Glaswulst im wesentlichen die gleiche Zusammensetzung aufweisen.
Leuchtstofflampe nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Glaskolben, die Glaswulst und die Auslaßröhre im wesentlichen die gleiche Zusammensetzung aufweisen.
Leuchtstofflampe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Glaskolben, die Glaswulst und die Auslaßröhre als Hauptkomponente Siliziumdioxid aufweisen und eine Zusammensetzung aufweisen, die im wesentlichen kein Blei enthält.
Leuchtstofflampe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Glaswulst derart an dem Glaskolben angebracht ist, daß sie den Glaskolben mittels Klemmung abdichtet.
Leuchtstofflampe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Glaswulst konisch erweitert ist und die Glaswulst derart an dem Glaskolben angebracht ist, daß sie den Glaskolben mittels Verschmelzen abdichtet.
Leuchtstofflampe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die des weiteren einen Bleidraht (5; 15) umfaßt, wobei das Elektrodenanschlußelement über den Bleidraht elektrisch mit der Glühwendel verbunden ist.
Leuchtstofflampe nach Anspruch 7, wobei eine Verbindung zwischen dem Elektrodenanschlußelement und dem Bleidraht mit der Glaswulst verschmolzen ist und mindestens ein Abschnitt des Bleidrahts, der mit der Glaswulst verschmolzen ist, aus einem Dumet-Draht gebildet ist.
Leuchtstofflampe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Elektrodenanschlußelement aus einem Metalldraht gebildet ist.
Leuchtstofflampe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Elektrodenanschlußelement ein Elektrodenanschlußstift ist.
Leuchtstofflampe nach Anspruch 10, die des weiteren ein Element zum Verstärken des Elektrodenanschlußstiftes umfaßt.
Leuchtstofflampe nach Anspruch 11, wobei das Element zum Verstärken des Elektrodenanschlußelements aus einem biologisch abbaubaren Kunststoff gebildet ist.
Leuchtstofflampe nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei mehr als 0 Gew.-% B₂O₃ in der Zusammensetzung des Glaskolbens enthalten sind.