JP2000516766A - 蛍光ランプに少量の水銀を導入するための装置及びそれにより作成したランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 一般式Ti_xZr_yHg_zを有する１又は複数の化合物の粉末を含むことができる金属容器で装置は作成されているが、その化合物の分解により発生する水銀蒸気の放出を可能にするため密閉されていない。いくつかの可能な装置の構造、及び蛍光ランプ内部においていくつかのその可能な配置についても開示している。最後に、生じた蛍光ランプに装置が残ることなく、本発明の装置により蛍光ランプに水銀を導入する方法が開示している。

Description

【発明の詳細な説明】 蛍光ランプに少量の水銀を導入するための装置及び方法 本発明は、蛍光ランプに少量の水銀を導入する装置及び方法に関する。 知られているように、蛍光ランプは作用するのに少量の水銀を必要とする。技 術的開発、またまさに水銀のような潜在的に有害な物質の工業的な使用について 国際的な基準はより厳しくなっている結果として、ランプに使用するこの元素の 最大量は、近年において１個のランプ当たり20〜30mgから約３mgに減少し、現在 においては更に少量の水銀を投与できることを要求する製造業者もある。 水銀を投与する従来の方法の多くはこれらの要求を満足できない。 例えば、純元素の液滴の形態でのランプへの水銀体積投与(volumetric dosing )は、現在では実用的に適用できず、実際１mgの水銀液滴は約0.07μｌの体積を 有し、非常に少量の元素の体積投与は非常に複雑で、引き続く投与について元素 重量の再現性がいかにしても非常に低い。その上、ランプに液体水銀を直接投与 することは、この元素の蒸気圧が高いため、作業環境の汚染問題を引き起こす。 他の方法は、例えば米国特許第3,794,402号、第4,182,971号及び第4,278,908 号に開示されているように小さなガラスのカプセル、又は例えば米国特許第3,76 4,842号、第4,056,750号、第4,282,455号、第4,542,319号、第4,754,193号及び 第4,823,047号に開示されているように金属製の小さなカプセルに含まれた純元 素の形態でランプに水銀を導入することを含む。しかしながら、これらの小さな カプセルを使用することにより、非常に少量の液体水銀の正 確でかつ再現性のある投与という前述の問題は、解決されていない。 米国特許第4,808,136号及び欧州特許出願第568,317号において、多孔性の材料 でできていて、水銀で含浸してあるペレット又は小球の使用について開示されて いて、水銀はその後、ランプが密閉されると加熱することによって放出される。 しかしながらこれらの方法もまた、水銀をペレットに詰め込むために複雑な作業 を必要とし、放出される水銀はほとんど再現性がない。その上、これらの方法に より、作業環境を汚染する水銀蒸気の問題は解決されていない。 本出願人の米国特許第3,657,589号は、一般式Ti_xZr_yHg_zを有する金属間水銀化 合物の使用について開示しており、ここでｘとｙは０〜13の範囲で、合計(x+y) は３〜13の範囲で、ｚは１又は２であり、これらの化合物は下記にも水銀放出化 合物として言及している。あらゆるこれらの化合物による少量の水銀の投与は非 常に単純であり、それは例えば、化合物の粉末を金属テープに積層することがで き、また、テープ上の粉末の連続の厚み及び幅を調節することで、テープのcm当 たりの水銀のmgとして測定される、予定した値が線形的な詰め込みで得られるた めである。St505という商品名で出願人により製造、販売されている化合物Ti₃Hg の使用は、特に有利であり、特に、混合物St505は、環状形状の容器に圧縮した 粉末、 粉末の形態で販売されている。化合物が、例えば積層したテープ片の形態で、ラ ンプに導入されると、水銀はいわゆる「活性化」作業により550℃より高温で化 合物を加熱することで放出され、熱処理は、例えば化合物を帯びるテープをラン プの外から高周波で照射することで実行してもよい。しかしながら、これらの化 合物を使用す ることにより明らかになった問題は、活性化工程の際に放出される水銀は全水銀 量の約30〜40％であることである。このことは、ランプの作用に必要な量の、約 ２〜３倍多い量の水銀（あらゆる前述の放出化合物の形態において）をランプに 導入する必要性に帰着する。その使用期間が終わるときにランプに残ったままの 過剰の水銀は、おそらく処分の問題を生じる。 公開欧州特許第91,297号は、完全に閉じた金属容器で形成した水銀放出用の装 置を開示しており、そこではTi₃Hg又はZr₃Hgとニッケル(Ni)又は銅(Cu)の粉末か らなる混合物が存在する。この公報によると、水銀放出化合物にNi及びCuを添加 することは、系の溶融を引き起こし、従って、数秒でほとんど全ての水銀を放出 するのに好都合となる。容器は鋼、銅又はニッケルの薄板で閉じられ、その薄板 は活性化の際に容器内で発生する水銀の蒸気圧により破られる。この解決法は完 全に満足のいくものでなく、それは、水銀の流出は激しく、おそらく管の部分を 損傷する結果となり、その上、容器の組立は非常に複雑で小さいサイズの金属要 素に溶接することを必要とする。 米国特許第5,520,560及び欧州公開特許第691,670号及び第737,995号は、本出 願人により、あらゆる前述のTi_xZr_yHg_z化合物、及びスズ、インジウム、銀、シ リコン又は希土類元素の中から選択した１又は複数の元素と銅との合金を含む材 料の組合せを開示している。これらの銅合金は水銀放出の促進剤として作用し、 活性化工程の際に80％以上の元素の放出を可能にする。これらの材料の組合せは 、水銀をランプに導入する他の方法に作用する問題を解決しており、水銀放出化 合物に加えて第２の成分を必要とする唯一の欠点を持ちながら、少量の水銀を投 与することを可能にする。 本発明の目的は、第２の成分の使用を必要とすることなく、蛍光 ランプに少量の水銀を正確かつ再現性をもって導入する装置を提供すると共に、 その装置を使用するいくつかの方法を提供することである。 本発明によると、これらの目的は、粉末を保持することができるが完全に閉じ ていない金属容器で形成した水銀放出装置を使用することで達成され、ここでTi_x Zr_yHg_z化合物において、ｘ及びｙは０〜13の範囲で、合計(x+y)は３〜13の範囲 で、ｚは１又は２である中から選択した水銀放出化合物が少なくとも存在する。 本発明の装置の容器は、あらゆる形状をとることができるが、それは、使用す るTi_xZr_yHg_z化合物の粉末粒子を保持することができるとすればであり、また容 器が完全に閉じておらず、その表面の少なくとも一部に、水銀放出の微細孔又は スリットを有する場合である。 すでに述べたように、Ti_xZr_yHg_z化合物を、知られている装置に、開いた容器 に含まれた粉末ペレット又はテープ上に積層した形態で使用するのであれば、活 性化工程の際に放出する水銀の量は、多くとも元素含有量の40％である。これら の化合物を本発明の装置のみに使用すれば、活性化工程の際の水銀量は全体の量 の少なくとも80％である。従ってTi_xZr_yHg_z化合物を含む知られている装置に関 して、より少量の水銀を導入することができ、それは実用的には実際に必要な水 銀量である。 本発明を以下に図面を参照して記載し、 図１、２及び３は、本発明による水銀放出用のいくつかの可能な装置を示して おり、 図４及び５は、本発明の装置の組み立てについての２つの可能な構造を、ラン プの内部から示したものであり、 図６は、本発明の装置の他の組立構造を示しており、ここで装置 はランプの作用に関してカソードとしても作用し、及び 図7a〜7eは、本発明の装置を使用して水銀をランプに導入する方法の工程を示 している。 水銀放出用の材料は、前述の米国特許第3,657,589号に開示されている、一般 式Ti_xZr_yHg_zを有する化合物の合成物又は混合物であり、その特許はその同じ化 合物の作成及び作用特性について言及している。本出願人によりSt505という商 品名で製造、販売されている前述のTi₃Hg化合物を、好ましくは使用する。放出 化合物は好ましくは約150μｍ以下の粒子サイズを有する粉末の形態で使用され る。 装置は、放出化合物のみ、又はおそらく異なる機能を有する他の材料と混合し て含んでもよい。例えば、水銀放出化合物とゲッタ合金(getter alloy)の混合物 を使用することができ、その目的は、その分野でよく知られている様式(modalit y)による、酸化炭素、水、酸素又は水素などのランプの作用に有害な微量なガス を固定するこ 商品名で製造、販売されている重量組成Zr 84％−Al 16％を有する合金と共に、 本出願人によりStl98^TMという商品名で製造、販売されている重量組成Zr 76.6％ −Fe 23.4％を有する合金、及び本出願人によりSt707^TMという商品名で製造、販 売されている重量組成Zr 70％−Ｖ 24.6％−Fe 5.4％を有する合金を挙げてもよ い。また、水銀放出化合物に前述の銅を主成分とする促進剤合金の１種類を添加 することもでき、この場合、それらを使用することは活性化工程の際に良好な水 銀量を得るには必要でなく、すでに放出化合物のみを含む本発明の装置で保証さ れるが、生じる量は等しく、水銀放出時間を減少するであろう。放出合金に第２ の成分を添加することにより達成される他の目的は、装置への化合物の容量を減 らすこ とであり、例えば、放出化合物と他の成分の体積において1:1の混合物で装置に 詰めることで、粉末の体積は同じであり、水銀のmgは半分に減少し、従って、製 造工程に問題を引き起こす、過度に小さいサイズの装置を使用することなく、１ mg以下の著しく少量の水銀を詰めた装置が得られる。装置への低い水銀の詰め込 みを要求し、前述のゲッタ又は促進剤合金などの第２の活性成分を使用を望まな いのであれば、放出化合物にアルミナ、シリカなどの非活性化合物を添加するこ ともできる。放出化合物に添加する成分もまた、好ましくは150μｍ以下の粒子 サイズを有する粉末の形態で使用される。水銀放出化合物と本発明の装置で使用 できる１又は複数の他の化合物の間の重量比は決定的ではないが、それは装置が 所望の水銀量を含むのであればである。 容器はあらゆる金属で作成してもよい。コスト、作業性及び高温での低いガス 放出のため、鋼、ニッケル又はニッケル添加した鉄が好ましく使用できる。容器 を形成する金属薄板は一般的に50〜300μｍの厚みである。 本発明の装置はあらゆる形状をとることができ、それは、容器が水銀放出化合 物の粉末を保持でき、水銀蒸気の放出ができる、粉末粒子サイズより小さい開口 部を有するのであればである。これらの開口部は、容器表面の少なくとも一部に 備わる微細孔の形態、又は容器を形成する、いくつかの溶接箇所で溶接した２種 類（又はそれ以上）の金属要素の間のスリットの形態であることができ、最後に 、容器を単一の金属薄板を折り曲げることにより得る場合は、開口部は互いに折 り曲げられる又は互いに向かっての、折り曲げ線の間又は金属薄板の２つの端部 の間の間隔であってもよい。 これらの実施態様のいくつかを図１〜３に示す。 図１は装置10を切断図で示し、ここで容器11は２種類の金属要素 12及び13で形成され、いくつかの溶接箇所14,14'..．で溶接されており、容器の 内側には水銀放出化合物15があり、２つの連続した溶接箇所の間にいくつかのス リット16（図にはそのうち１つのみを示す）があり、それを通して活性化工程の 際に水銀が放出され、装置は更に、ランプの内側部分に取り付けるための突起部 17を含む。 図２は、金属薄板21を折り曲げることで得た、本発明による他の可能な装置20 を示し、薄板の中間部分には中空22が形成され、水銀放出化合物の粉末を含むこ とを意図しており、その一方、薄板の２つの側の端部23及び24は中央に向かって 曲げられ、部分的に重なり合っていて、この組立により端部23及び24の折り曲げ 線に沿っていくらかのスリット25及び25’があり、それと共に重なり合う領域の 端部にスリット26がある。 好ましい実施態様において、発明の装置は、２つの類似した線形な寸法と第３ のより大きい寸法を有する細長い形状を有する。装置は例えば円形、楕円形、正 方形、矩形又は台形のあらゆる断面形状を有してもよい。この種類の装置は図３ に示され、装置30は、おそらく他の材料の粉末と混合した水銀放出化合物の粉末 31を含み、容器32の内部には、金属テープ33の平行線に沿って折り曲げることに より得られる台形断面を本質的に有し、開始金属テープの最外部に対応する２つ の端部34,34'は、薄いスリット35を備えるように折り曲げられ、この形状は粉末 31を保持するのに有効であり、一方活性化工程の際に生成する水銀蒸気がスリッ ト35通って放出されるのを可能にしている。この種類の装置は、示した台形断面 以外の異なる形状を有するものであっても、所望の長さを有する「線材」片に切 断することにより、不確定の長さ及び生じる装置と同じ断面を有する、いわゆる 連続「線材」から適当に得られる。連続「線材」はその分野において知られてい る方法で容易に製造でき、それは、不確 定の長さの金属テープを適当に配置された形成ロールを通過させることにより、 また端部34,34'が形成される折り曲げ工程前に、粉末31の連続詰め込み工程を備 えることによるものである。本発明の装置を製造するための「線材」切断は、レ ーザ又は機械的技術により実行できるが、後者の場合、切削はまた装置の端部を わずかに圧縮し、このことが粉末の保持に有利である。 発明の装置は、ランプ製造業者に知られている様式に従って、カソードと呼ば れる電極の１個又は両方の支持体、又はカソードに近いランプ内側表面領域が黒 くなること(blackening)を防ぐため、大きい直径のランプに備わっている金属遮 蔽物上など、ランプ内に通常備わっている１つの金属要素上に据え付けることに よりランプに導入することができる。これらの遮蔽物は、ランプのガス雰囲気を 調整するための、不揮発性のゲッタ材料の支持体(support)としてしばしば作用 する。特に、図１に示した種類の装置は、好ましくはカソード支持体に据え付け られるが、細長い形状の装置は、カソード支持体又は遮蔽物上のいずれに据え付 けてもよく、そして、図３に示した種類の装置は、以下に図６と関連して示した 様式に従って、小さいサイズの蛍光ランプに、カソードとしても作用するように 導入してもよい。 ランプに本発明の装置を組み立てるためのいくつかの可能な配置を図４〜６に 示す。 図４はランプの端部を切断図で示しており、ランプ40は、より厚いガラス要素 42によりその端部で閉じているガラス管41で形成されていて、２つの金属取付物 43,43'は、ガラス部42にそれが溶融することで閉じこめられ、またそれを貫いて おり、従って、例えば一般的にタングステン製の金属コイルで形成したカソード 44に電流を供給するための２つの電気接点を形成する。本発明の装置の第１の組 立方法は図面に示してあり、装置45はカソード44を支持する１つの取付物(43') に固定して示してある。本発明の水銀放出装置は、例えばレーザ溶接により取付 物に固定してもよい。 図５はランプ50の端部の切断図を示し、装置の他の可能な組立を示しており、 この場合、ランプを閉じているより厚いガラス要素52に、第３の取付物53''が挿 入され、それは要素52に関して貫通しておらず、また取付物53,53'と電気接触し ておらず、取付物53''は、カソード54を遮蔽するためにそこに固定した遮蔽物55 を有し、水銀放出装置56を例えば溶接箇所を通じて遮蔽物55に固定する。遮蔽物 は、金属テープの端部が非常に近い又は接触しているか互いに重なり合っている ように金属テープを折り曲げることで得られる、円筒表面の形態であり、テープ の端部が相互に接触していない場合には、水銀放出装置56は、図面に示したよう に、２つの端部に架橋していくつかの溶接箇所を通じて固定してもよく、遮蔽物 がその端部で相互に接触し互いに固定されてすでに閉じている場合には、装置56 は遮蔽物上のあらゆる位置に固定することができる（この第２の配置は図面に示 していない）。 最後に図６は、小さいサイズのランプに適した、本発明の水銀放出装置を組み 立てるための他の可能な配置を示しており、ここでカソードは単に線材片又は小 型の金属円筒で形成されており、図３に関連して記載した種類の細長い形状を有 し、好ましくは円形断面を有する装置を使用することにより、装置をランプ60の 端部61でより厚いガラス部上にそれに対して垂直に直接固定することができ、要 素62を貫く金属と電気的に接触することで、装置63がカソードとしても作用させ ることができる。 ランプを密封すれば、装置の活性化をランプの外側から加熱することにより実 行する。加熱はいくつかの方法で実行してもよいが、 誘導による方法が最も好ましくランプの製造業者に使用されており、それは、金 属要素の高速で選択的な加熱を可能にするからである。加熱温度と処理時間は、 水銀放出を促進する合金が存在するかどうかにより変化することができ、一般的 に活性化温度は約600〜90０℃の範囲で、時間は約20〜60秒の範囲である。 誘導による装置の活性化が提供される場合には、本出願人の英国特許第799921 号などに開示されているように、本発明の水銀放出装置の特別な組立を選択して もよい。この場合、「線材」片を、例えば収容しているランプのガラスに関して 貫いておらず、カソード取付物と接触していない第３の取付物により、支持され た金属受け(bracket)上に据え付ける。発明の装置は、閉じた金属回路を形成す るように、金属受け上に２つの箇所を通じて固定されている。この実施態様は、 装置の活性化を高周波の誘導加熱により実行する際に特に有利であり、それは、 金属要素の誘導加熱の効率は、磁場の線に関しての相対的な方位に依存するから であり、従って、先に記載したような装置を使用する際に、非再現性の挙動がラ ンプの異なる製造ラインにおいて活性化の際に得られる。一方、金属要素が閉じ た回路を形成した装置を使用することにより、高周波との結合が方位に独立して 得られる。 上記の実施態様の全てにおいて、発明の装置は水銀を放出した後にもランプ内 に残ったままである。他の実施態様においては、装置、特に図２及び３に示した 種類の装置を、形成したランプ内に残っていないように使用することができる。 この場合、ランプをその分野において「２重締め付け(double pinch-off)」と定 義される方法で製造する。図7aを参照すると、ガラス管70はすでに一端で閉じて いて、貫通した電気要素、カソード、可能な遮蔽物又はランプの作用に必要な他 の要素（いずれも図示せず）がすでに存在して、工程 が示してある。他方の端部も蛍光ランプの作用に必要な全ての要素が固定されて いるが、この部分は、蛍光ランプに含まれるガス、通常希ガスでランプを排出及 び置換するための管72に連結した「尾部」71を通して依然開いている。「尾部」 には適当な長さの本発明の装置73が挿入されている。図7bに示した引き続く処理 工程においては、管70に所望のガス雰囲気を導入した後に、管72への連結部と本 発明の装置73を有する領域との間の地点において、74,74'で模式的に示した工具 で熱間圧縮することにより一般的に「尾部」71を絞る。「尾部」の熱間絞り作業 はその分野において「締め付け」として定義されている。図7cに示した引き続く 工程は、高温体、高周波源などである外部の加熱要素75の手段による、装置73の 活性化であり、管70に放出された水銀蒸気は要素76として図に示されている。活 性化工程の後、消耗した装置73は図7dに模式的に示した第２の「締め付け」作業 により管70から分離し、この場合管70の端部にできる限り近く、いずれにしても この端部と装置73の領域との間に位置する「尾部」の箇所で実行する。従って、 消耗した装置73は管70から取り外され、開始の「尾部」71から生じたガラス瓶に 閉じこめられる。このことで、生じたランプを形成する、図7eに示した閉じた管 77を生じる。 本発明を更に以下の実施例により説明する。これらの限定でない実施例は、本 発明がいかに作用するかを当業者に説明すること、及び本発明を実施するのに最 善と思われる方法を示すことを意図して、いくつかの実施態様を説明するもので ある。 実施例１〜３ 本発明による水銀放出装置の３種類の類似した試料を、Ti₃Hg化合物を含む連 続「線材」から得た、図３に示したような台形断面の形態で用意する。その片は 0.5×0.8mmの側面の寸法を有し、10mm の長さである。製造の際に予定した「線材」の線形的な詰め込みは、センチメー トル当たり10.3mgのTi₃Hgに等しく、「線材」のセンチメートル当たり６mg(mg_Hg /cm)の公称の水銀詰め込みになる。片の長さにより、それらの各々は６mgの公称 の水銀の詰め込みを有する。水銀放出テストを、真空炉内で30秒間に渡り900℃ でそれらを誘導加熱し、フォルハルト法による錯滴定の方法で試料中の残りの水 銀を測定することで、これらの試料に実行した。各々の試料について開始の公称 水銀量に関して放出した水銀の％として、単一の試料からの水銀量を表１に示す 。 実施例４〜６（比較例） 実施例１〜３のテストを、金属テープ上に積層したTi₃Hg化合物を有するテー プから、10mmの長さの等しい片に切断することで得た、３種類の試料に繰り返す 。Ti₃Hg化合物でのテープの積層は、水銀の公称の線形詰め込みが６mg_Hg/cmを有 するように実行する。各々の試料の公称水銀量は従って６mgである。３種類の試 料の水銀量を％で表１に示す。 表１ 表１のデータは、水銀放出化合物Ti₃Hg及び活性化条件が同じで、本発明の試 料が先行技術の試料の２倍の水銀量を生じることを示 している。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１１年３月２２日（１９９９．３．２２） 【補正内容】 明細書 蛍光ランプに少量の水銀を導入するための装置及びそれにより作成したランプ 本発明は、蛍光ランプに少量の水銀を導入する装置、及びそのようにして得た ランプに関する。 知られているように、蛍光ランプは作用するのに少量の水銀を必要とする。技 術的開発、またまさに水銀のような潜在的に有害な物質の工業的な使用について 国際的な基準はより厳しくなっている結果として、ランプに使用するこの元素の 最大量は、近年において１個のランプ当たり20〜30mgから約３mgに減少し、現在 においては更に少量の水銀を投与できることを要求する製造業者もある。 水銀を投与する従来の方法の多くはこれらの要求を満足できない。 例えば、純元素の液滴の形態でのランプへの水銀体積投与(volumetric dosing )は、現在では実用的に適用できず、実際１mgの水銀液滴は約0.07μｌの体積を 有し、非常に少量の元素の体積投与は非常に複雑で、引き続く投与について元素 重量の再現性がいかにしても非常に低い。その上、ランプに液体水銀を直接投与 することは、この元素の蒸気圧が高いため、作業環境の汚染問題を引き起こす。 他の方法は、例えば米国特許第3,794,402号、第4,182,971号及び第4,278,908 号に開示されているように小さなガラスのカプセル、又は例えば米国特許第3,76 4,842号、第4,056,750号、第4,282,455号、第4,542,319号、第4,754,193号及び 第4,823,047号に開示されているように金属製の小さなカプセルに含まれた純元 素の形態でランプに水銀を導入することを含む。しかしながら、これらの 小さなカプセルを使用することにより、非常に少量の液体水銀の正確でかつ再現 性のある投与という前述の問題は、解決されていない。 米国特許第4,808,136号及び欧州特許出願第568,317号において、多孔性の材料 でできていて、水銀で含浸してあるペレット又は小球の使用について開示されて いて、水銀はその後、ランプが密閉されると加熱することによって放出される。 しかしながらこれらの方法もまた、水銀をペレットに詰め込むために複雑な作業 を必要とし、放出される水銀はほとんど再現性がない。その上、これらの方法に より、作業環境を汚染する水銀蒸気の問題は解決されていない。 本出願人の米国特許第3,657,589号は、最も近い先行技術を示しており、一般 式Ti_xZr_yHg_zを有する金属間水銀化合物の使用について開示しており、ここでｘ とｙは０〜13の範囲で、合計(x+y)は3〜13の範囲で、ｚは１又は２であり、これ らの化合物は下記にも水銀放出化合物として言及している。あらゆるこれらの化 合物による少量の水銀の投与は非常に単純であり、それは例えば、化合物の粉末 を金属テープに積層することができ、また、テープ上の粉末の連続の厚み及び幅 を調節することで、テープのcm当たりの水銀のmgとして測定される、予定した値 が線形的な詰め込みで得られるためである。St505という商品名で出願人により 製造、販売されている化合物Ti₃Hgの使用は、特に有利であり、特に、混合物St5 05は、 商品名で金属テープ上に積層した粉末の形態で販売されている。化合物が、例え ば積層したテープ片の形態で、ランプに導入されると、水銀はいわゆる「活性化 」作業により550℃より高温で化合物を加熱することで放出され、熱処理は、例 えば化合物を帯びるテープ をランプの外から高周波で照射することで実行してもよい。しかしながら、これ らの化合物を使用することにより明らかになった問題は、活性化工程の際に放出 される水銀は全水銀量の約30〜40％であることである。このことは、ランプの作 用に必要な量の、約２〜３倍多い量の水銀（あらゆる前述の放出化合物の形態に おいて）をランプに導入する必要性に帰着する。その使用期間が終わるときにラ ンプに残ったままの過剰の水銀は、おそらく処分の問題を生じる。 公開欧州特許第91,297号は、完全に閉じた金属容器で形成した水銀放出用の装 置を開示しており、そこではTi₃Hg又はZr₃Hgとニッケル(Ni)又は銅(Cu)の粉末か らなる混合物が存在する。この公報によると、水銀放出化合物にNi及びCuを添加 することは、系の溶融を引き起こし、従って、数秒でほとんど全ての水銀を放出 するのに好都合となる。容器は鋼、銅又はニッケルの薄板で閉じられ、その薄板 は活性化の際に容器内で発生する水銀の蒸気圧により破られる。この解決法は完 全に満足のいくものでなく、それは、水銀の流出は激しく、おそらく管の部分を 損傷する結果となり、その上、容器の組立は非常に複雑で小さいサイズの金属要 素に溶接することを必要とする。 米国特許第5,520,560及び欧州公開特許第691,670号及び第737,995号は、本出 願人により、あらゆる前述のTi_xZr_yHg_z化合物、及びスズ、インジウム、銀、シ リコン又は希土類元素の中から選択した１又は複数の元素と銅との合金を含む材 料の組合せを開示している。これらの銅合金は水銀放出の促進剤として作用し、 活性化工程の際に80％以上の元素の放出を可能にする。これらの材料の組合せは 、水銀をランプに導入する他の方法に作用する問題を解決しており、水銀放出化 合物に加えて第２の成分を必要とする唯一の欠点を持ちながら、少量の水銀を投 与することを可能にする。 本発明の目的は、第２の成分の使用を必要とすることなく、蛍光ランプに少量 の水銀を正確かつ再現性をもって導入する装置を提供すると共に、その装置を使 用することで得られるランプを提供することである。 本発明によると、これらの目的は、粉末を保持することができるが完全に閉じ ていない金属容器で形成した水銀放出装置を使用することで達成され、Ti_xZr_yHg_z 化合物において、ｘ及びｙは０〜13の範囲で、合計(x+y)は３〜13の範囲で、ｚ は１又は２である中から選択した水銀放出化合物を少なくとも含む。 本発明の装置の容器は、あらゆる形状をとることができるが、それは、使用す るTi_xZr_yHg_z化合物の粉末粒子を保持することができるとすればであり、また容 器が完全に閉じておらず、その表面の少なくとも一部に、水銀放出の微細孔又は スリットを有する場合である。 すでに述べたように、Ti_xZr_yHg_z化合物を、知られている装置に、開いた容器 に含まれた粉末ペレット又はテープ上に積層した形態で使用するのであれば、活 性化工程の際に放出する水銀の量は、多くとも元素含有量の40％である。これら の化合物を本発明の装置のみに使用すれば、活性化工程の際の水銀量は全体の量 の少なくとも80％である。従ってTi_xZr_yHg_z化合物を含む知られている装置に関 して、より少量の水銀を導入することができ、それは実用的には実際に必要な水 銀量である。 本発明を以下に図面を参照して記載し、 図１、２及び３は、本発明による水銀放出用のいくつかの可能な装置を示して おり、 図４及び５は、本発明の装置の組み立てについての２つの可能な構造を、ラン プの内部から示したものであり、 図６は、本発明の装置の他の組立構造を示しており、ここで装置はランプの作 用に関してカソードとしても作用し、及び 図7a〜7eは、本発明の装置を使用して水銀をランプに導入する方法の工程を示 している。 請求の範囲 １．ｘ及びｙが０〜13の範囲で、合計(x+y)が３〜13の範囲で、ｚが１又は２ である金属間Ti_xZr_yHg_z化合物の中から少なくとも選択した水銀放出化合物の粉 末を使用することによる、蛍光ランプに少量の水銀を導入するための装置(10;20 ;30)において、完全に閉じていないが、上記水銀放出化合物の粉末粒子(15;31) を保持することができる金属容器(11;32)で形成されていることを特徴とする装 置。 ２．前記水銀放出化合物がTi₃Hgである請求項１に記載の装置。 ３．前記水銀放出化合物の前記粉末が約150μｍ以下の粒子サイズを有する請 求項１に記載の装置。 ４．不揮発性のゲッタ材料を前記水銀放出化合物の前記粉末に添加する請求項 １に記載の装置。 ５．スズ、インジウム、銀、シリコン及び希土類元素の中から選択した１又は 複数の元素と銅を含む合金を、前記水銀放出化合物の前記粉末に添加する請求項 １に記載の装置。 ６．不活性材料を前記水銀放出化合物の前記粉末に添加する請求項１に記載の 装置。 ７．前記金属容器を鋼、ニッケル又はニッケル添加した鉄で作成する請求項１ に記載の装置。 ８．前記容器を形成する前記金属が、50〜300μｍの厚みである請求項７に記 載の装置。 ９．前記金属容器が、前記容器の表面の少なくとも一部に備えた微細孔の形態 で開口部を有する請求項１に記載の装置。 １０．前記金属容器が、点溶接により互いに溶着する２又はそれ以上の金属要 素で形成され、前記溶接箇所(14,14')の間に備わる微 細孔(16)の形態の開口部を有する請求項１に記載の装置(10)。 １１．前記金属容器が、互いに折り曲げられる又は互いに向かっての、折り曲 げ線の間又は前記金属薄板の２つの端部(23,24)の間の間隔(25,25',26)で形成さ れた開口部を有して、折り曲げた金属薄板(21)で形成されている請求項１に記載 の装置(20)。 １２．不確定の長さ及び生じる装置と同じ断面を有する連続「線材」から、所 望の長さを有する前記「線材」片を切断することによって取得する請求項１に記 載の装置(30)。 １３．前記水銀放出装置が金属受け上に２つの箇所を通じて溶接される「線材 」片で形成され、前記片と前記受けの組立品が閉じた回路を形成する請求項１２ に記載の装置。 １４．前記水銀を請求項１に記載の装置により導入する蛍光ランプ(40;50;60; 77)。 １５．前記水銀放出装置(45)が前記作成したランプに残り、かつ、少なくとも １つのカソード(44)の支持体(43,43')の１つに固定されている請求項１４に記載 の蛍光ランプ(40)。 １６．前記水銀放出装置が前記作成したランプに残り、かつ、少なくとも１つ のカソード遮蔽物の前記支持体の１つに固定されている請求項１４に記載の蛍光 ランプ。 １７．前記水銀放出装置(56)が前記作成した蛍光ランプに残り、かつ、少なく とも１つの前記カソード遮蔽物(55)に固定されている請求項１４に記載の蛍光ラ ンプ(50)。 １８．前記水銀放出装置(65)が前記作成したランプに残り、かつ、少なくとも １つの前記ランプのカソードを形成する請求項１４に記載の蛍光ランプ(60)。 １９．前記水銀を「２重締め付け」処理に従って導入し、前記水銀放出装置(7 4)が前記作成したランプに残っていない請求項１４に 記載の蛍光ランプ(77)。 【手続補正書】 【提出日】平成１２年４月７日（２０００．４．７） 【補正内容】 請求の範囲 １．ｘ及びｙが０〜13の範囲で、合計(x+y)が３〜13の範囲で、ｚが１又は２ である金属間Ti_xZr_yHg_z化合物の中から少なくとも選択した水銀放出化合物の粉 末を使用することによる、蛍光ランプに少量の水銀を導入するための装置(10;20 ;30)において、完全に閉じていないが、上記水銀放出化合物の粉末粒子(15;31) を保持することができる金属容器(11;32)で形成されていることを特徴とする装 置。 ２．不揮発性のゲッタ材料を前記水銀放出化合物の前記粉末に添加する請求項 １に記載の装置。 ３．スズ、インジウム、銀、シリコン及び希土類元素の中から選択した１又は 複数の元素と銅を含む合金を、前記水銀放出化合物の前記粉末に添加する請求項 １に記載の装置。 ４．任意の長さ及び生じる装置と同じ断面を有する連続線材から、所望の長さ を有する前記線材片を切断することによって取得する請求項１に記載の装置(30) 。 ５．前記水銀を請求項１に記載の装置により導入する蛍光ランプ(40;50;60;77 )。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ， ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，Ｌ Ｓ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ， ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，Ｅ Ｅ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，Ｍ Ｄ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ， ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，Ｕ Ｚ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．粉末を保持することができるが、完全に閉じていない金属容器で形成され た水銀放出用の装置であって、ｘ及びｙが０〜13の範囲で、合計(x+y)が３〜13 の範囲で、ｚが１又は２であるTi_xZr_yHg_z化合物の中から選択した水銀放出化合 物が少なくとも存在する装置 ２．前記水銀放出化合物がTi₃Hgである請求項１に記載の装置。 ３．前記水銀放出化合物の前記粉末が約150μｍ以下の粒子サイズを有する請 求項１に記載の装置。 ４．不揮発性のゲッタ材料を前記水銀放出化合物の前記粉末に添加する請求項 １に記載の装置。 ５．スズ、インジウム、銀、シリコン及び希土類元素の中から選択した１又は 複数の元素と銅を含む合金を、前記水銀放出化合物の前記粉末に添加する請求項 １に記載の装置。 ６．不活性材料を前記水銀放出化合物の前記粉末に添加する請求項１に記載の 装置。 ７．前記金属容器を鋼、ニッケル又はニッケル添加した鉄で作成する請求項１ に記載の装置。 ８．前記容器を形成する前記金属が、50〜300μｍの厚みである請求項７に記 載の装置。 ９．前記金属容器が、前記容器の表面の少なくとも一部に備えた微細孔の形態 で開口部を有する請求項１に記載の装置。 １０．前記金属容器が、点溶接により互いに溶着する２又はそれ以上の金属要 素で形成され、前記溶接箇所の間に備わる微細孔の形態の開口部を有する請求項 １に記載の装置。 １１．前記金属容器が、互いに折り曲げられる又は互いに向かっ ての、折り曲げ線の間又は前記金属薄板の２つの端部の間の間隔で形成された開 口部を有して、折り曲げた金属薄板で形成されている請求項１に記載の装置。 １２．不確定の長さ及び生じる装置と同じ断面を有する連続「線材」から、所 望の長さを有する前記「線材」片を切断することによって取得する請求項１に記 載の装置。 １３．前記水銀放出装置が金属受け上に２つの箇所を通じて溶接される「線材 」片で形成され、前記片と前記受けの組立品が閉じた回路を形成する請求項１２ に記載の装置。 １４．前記水銀を本発明の装置により導入する蛍光ランプ。 １５．前記水銀放出装置が前記作成したランプに残り、かつ、少なくとも１つ のカソードの支持体の１つに固定されている請求項１４に記載の蛍光ランプ。 １６．前記水銀放出装置が前記作成したランプに残り、かつ、少なくとも１つ のカソード遮蔽物の前記支持体の１つに固定されている請求項１４に記載の蛍光 ランプ。 １７．前記水銀放出装置が前記作成した蛍光ランプに残り、かつ、少なくとも １つの前記カソード遮蔽物に固定されている請求項１４に記載の蛍光ランプ。 １８．前記水銀放出装置が前記作成したランプに残り、かつ、少なくとも１つ の前記ランプのカソードを形成する請求項１４に記載の蛍光ランプ。 １９．前記水銀を「２重締め付け」処理に従って導入し、前記水銀放出装置が 前記作成したランプに残っていない請求項１４に記載の蛍光ランプ。