JPH0158829B2 - - Google Patents
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Description
本発明は放電ランプ用アーク・チユーブ
（discharge lamp arc tubes）に関し、特に多結
晶アルミナ、サフアイアまたはスピネルよりなる
管体（エンベロープ）と、１またはそれ以上の端
蓋とを有するこの種のチユーブに関するものであ
る。それらの端蓋は好ましくはサーメツトで形成
されるが、アルミナあるいはニオブのような他の
任意適当な材料で形成されてもよい。このような
チユーブはナトリウムまたはすずのような金属あ
るいは金属蒸気、もしくは塩化ナトリウム、臭化
ナトリウム、塩化アルミニウム、塩化すず、よう
化スカンジウム、希土類ハロゲン化物、水銀塩化
物およびよう化物等のような広範囲の金属ハロゲ
ン化物蒸気を含有した放電ランプを構成する場合
に有用である。上述の管体（エンベロープ）は公
知であり、それに対するサーメツト端蓋は英国特
許第1571084号に記載されている。それらのサー
メツト端蓋は、アーク・チユーブ管体と一般的に
金属の電極を構成する材料との中間の線膨張係数
を有する材料で作成されうるので価値がある。必
要とされる特定の線膨張係数に応じて、広範囲の
サーメツト材料が製造されうる。特に好ましい種
類のサーメツトは、アルミナおよびタングステン
またはアルミナおよびモリブデンよりなるもので
ある。これらのサーメツトは、0.045〜0.2の容積
比（ここで容積比とはセラミツクと金属との全体
の容積に対する金属の容積の比として定義され
る）の金属を適当に含有しうるものであり、通常
100〜1000℃の温度範囲にわたつて50×10-7〜85
×10-7／℃の線膨張係数を有しているであろう。 特願昭54−113624号（特開昭55−37496号）に
は、このようなサーメツト端蓋をセラミツク管体
にシールするために用いられうるシール組成物が
記載されている。それらの組成物は、少なくとも
70重量％の耐火性酸化物（好ましくはAl2O3）
と、SiO2、MgOおよびB2O3よりなる少量の非ガ
ラス質添加物よりなる。使用するに際しては、こ
のシール組成物は端蓋と管体に施され、そしてそ
の結果得られた組立体はシールが形成されるまで
高温に保持される。特願昭54−113624号（特開昭
55−37496号）に記載された組立体はシールを形
成するために30〜60分を要する。SiO2および
MgOの量を特願昭54−113624号の発明による材
料のそれよりも多くしたAl2O3−SiO2−MgO系
を用いてシール組成物を得ることができることを
認めた。本発明によるシール組成物を使用する
と、完成シールを作成するに要する全時間が10分
以下のオーダーに短縮されるという非常に重要な
利点が得られる。放電ランプを製造する場合に
は、組立時および特にアーク・チユーブのシール
時に充填ガスが失われるという問題に遭遇する。
通常、アーク・チユーブの第１の端部がまずシー
ルされ、充填ガスが入れられ、そして第２の端部
がシールされる。アーク・チユーブの第２の端部
をシールするために用いられる温度および圧力は
充填ガスの揮発従つて損失を最少限に抑えるよう
に選定されるのか有利である。このことに加え
て、アーク・チユーブ管体が作成される材料、例
えば結晶アルミナ、サフアイアあるいはスピネル
は加工するのが、すなわちアーク・チユーブに適
用しうる種々の形状にするのがきわめて困難な材
料である。例えば、正しい長さのアーク・チユー
ブを得るための１つの公知の方法として、チユー
ブをダイヤモンド・ホイールで切断する方法があ
るが、この方法では手で容易に感じられる程度の
隆起を有する非常に粗い表面ができるので、それ
がため良好なシールを作成することがそれだけ困
難となる。 このような問題を回避せんがために、本発明に
よるアーク・チユーブでは、シールのための端面
の一方または双方に、ガラスと同様の平滑性を有
する表面が得られるように予め溶融せしめられた
シール組成物で被覆される。 アーク・チユーブが垂直位置で用いられる場合
には、上端が下端より熱くなり、温度差が100℃
のオーダーとなることが知られている。低温シー
ル組成物で十分な場合に高温シール組成物を用い
るのは不経済であるから、用いられる温度に適応
したシール材料および成分を開発することが有利
である。本発明によれば、その要求を満足するシ
ール組成物が開発された。さらに、高温用に開発
されたシール組成物は、シールされて完成された
アーク・チユーブでは、白つぽい不透明の外観を
呈することが認められた。他の組成物で作成され
たシールはガラス状の外観を呈するから、高温端
として使用されるアーク・チユーブの端を視覚的
に識別することができ、同じように見えるシール
を識別するために特別のマークをつけたりする必
要がなくなる。 本発明は、アーク・チユーブ管体とそれのため
の端蓋を形成するサーメツトとの間に気密性の接
合が得られるようにアルミナ、シリカおよびマグ
ネシアから選択されたシール組成物を利用した改
良されたアーク・チユーブを提供することを目的
とする。 本発明によれば、放電ランプのためのアーク・
チユーブが提供される。このアーク・チユーブ
は、多結晶アルミナ、サフアイアまたはスピネル
よりなる管体と、シール組成物によつて前記管体
に気密的にシールされた１つまたはそれ以上の端
蓋とよりなり、前記シール組成物は、五酸化リ
ン、チタニア、ジルコニアおよびクロミアのうち
から選択された核形成剤５重量％までと、ホウ素
酸化物５重量％までと、HfO2、V2O3、Yb2O3、
La2O3、Dy2O3およびEu2O3のうちから選択され
た少なくとも１つの希土類酸化物10重量％までと
を所望により含有しており、前記シール組成物の
残りの部分は、シリカ、アルミナおよびマグネシ
アの混合物よりなり、この混合物には、シリカ51
〜62重量％、アルミナ13〜21重量％およびマグネ
シア25〜28重量％が含まれていることを特徴とす
る。 また本発明によれば、垂直状態で動作するのに
適した放電ランプ用アーク・チユーブが提供され
る。このアーク・チユーブは、多結晶アルミナ、
サフアイアまたはスピネルよりなりかつ第１およ
び第２の端部を有する管体と、この管体の第１の
端部に第１のシール部材によつて気密的にシール
された第１の蓋部材と、前記管体の第２の端部に
第２のシール部材によつて気密的にシールされた
第２の蓋部材とよりなり、前記管体の第１の端部
を上方に向けた垂直状態でかつ前記第１の端部が
前記第２の端部よりも実質的に高い温度で動作す
るように構成された放電ランプ用アーク・チユー
ブにおいて、 前記第１のシール部材は、シリカ、アルミナお
よびマグネシアを主成分とする第１のシール組成
物に熱処理を施したものよりなり、 前記第２のシール部材は、第２のシール組成物
に熱処理を施したものよりなり、この第２のシー
ル組成物は、五酸化リン、チタニア、ジルコニア
およびクロミアのうちから選択された核形成剤５
重量％までと、ホウ素酸化物５重量％までと、
HfO2、V2O3、Yb2O3、La2O3、Dy2O3および
Eu2O3のうちから選択された少なくとも１つの希
土類酸化物10重量％までとを所望により含有して
おり、前記第２のシール組成物の残りの部分は、
シリカ、アルミナおよびマグネシアの混合物より
なり、この混合物には、シリカ51〜62重量％、ア
ルミナ13〜21重量％およびマグネシア25〜28重量
％が含まれており、 前記第１のシール組成物が前記第２のシール組
成物よりも高い融点を有するようにかつ前記第１
のシール部材がそれに施された前記熱処理のため
に前記第２のシール部材から視覚的に識別されう
るように、前記第１のシール組成物の主成分比が
前記第２のシール組成物の主成分比に対して変更
されていることを特徴とする。 所望により出発材料に加えられる五酸化リン
（５重量％まで）、希土類酸化物、チタン、ジルコ
ニアまたはクロミアのような核形成剤
（nucleating agents）は、シール作業時における
結晶相の寸法および程度を制御するのに有用であ
る。シール性能に悪影響を及ぼすことなしにシー
ル組成物の流れ特性を改善するために、５重量％
までのホウ素酸化物を組成に含有させうることも
認められた。また、接合部分の熱的および機械的
性質を改善するために、Y2O3、Yb2O3、La2O3、
Dy2O3、Eu2O3およびHfO2のような希土類酸化物
を10重量％までシール組成物に含有させることが
できる。 一般的に言つて、本発明の組成物は、微粉末状
の出発成分を用い、それらを約１時間タンブラー
混合することによつて得ることができる。適当な
量の主酸化物成分が硝酸塩、硫酸塩またはしゆう
酸塩のような先駆可溶性塩の形で添加されうる。
副次的な成分も酸化物の形であるいは好ましくは
可溶性塩として同様に添加されうる。このように
して得られた混合物は、それを均質化するため
に、高純度アルミナるつぼ内において約200℃の
温度で約２時間融解され、続いて不活性雰囲気内
において1200℃までの温度で約７時間か焼され
る。このようにか焼された酸化物は粉砕されそし
て250ミクロ・メツシユでふるいにかけられる。
成分を均質化するための他の方法としては、10％
ロジウムを含有するプラチナで作成されたるつぼ
内においてあるいは融点が1650℃よりも高い材料
の場合にはイリジウムるつぼ内において空気中で
あるいは制御された雰囲気内で約1650℃の温度で
上記混合物を溶融させる方法がある。この溶融物
は数時間撹拌され、その結果得られたガラスが蒸
溜水中で冷却される。次に、上記混合物は乾燥さ
れ粉砕されてガラス微粉末となされ、そのガラス
微粉末が適当な環状の円板またはフリツトとなさ
れうる。ポリビニルアルコールのようなバインダ
を２重量％まで添加してもよく、このバインダは
上記環状円板またはフリツトの自動プレスを助長
する。このバインダは、シールに先立つプリヒー
トまたはプリメルテイングによつて除去しなけれ
ばならない。 以下、本発明の実施例について図面を参照して
説明する。 第１図は本発明による放電ランプ用アーク・チ
ユーブのシールに用いられるシール組成物の組成
をあらわす三元成分図である。第１図は下記の第
１表に記載されたシール組成物の組成、すなわち
25〜28重量％のMgOと13〜21重量％のAl2O3と51
〜62重量％のSiO2の領域をあらわしている。参
考までに示した第２表に記載されているシール組
成物の成分比は、第１図に示す領域外にあり、か
つこの第２表のシール組成物の融点は、第１表の
シール組成物の融点より高いことがわかる。また
第３表にはB2O3、P2O5のような添加物を含むシ
ール組成物が記載されている。第３表のシール組
成物のうち、１番〜３番は第１図に示す領域内の
組成を有する低融点グループであり、４番〜６番
は第１図の領域外の組成を有する高融点グループ
である。
（discharge lamp arc tubes）に関し、特に多結
晶アルミナ、サフアイアまたはスピネルよりなる
管体（エンベロープ）と、１またはそれ以上の端
蓋とを有するこの種のチユーブに関するものであ
る。それらの端蓋は好ましくはサーメツトで形成
されるが、アルミナあるいはニオブのような他の
任意適当な材料で形成されてもよい。このような
チユーブはナトリウムまたはすずのような金属あ
るいは金属蒸気、もしくは塩化ナトリウム、臭化
ナトリウム、塩化アルミニウム、塩化すず、よう
化スカンジウム、希土類ハロゲン化物、水銀塩化
物およびよう化物等のような広範囲の金属ハロゲ
ン化物蒸気を含有した放電ランプを構成する場合
に有用である。上述の管体（エンベロープ）は公
知であり、それに対するサーメツト端蓋は英国特
許第1571084号に記載されている。それらのサー
メツト端蓋は、アーク・チユーブ管体と一般的に
金属の電極を構成する材料との中間の線膨張係数
を有する材料で作成されうるので価値がある。必
要とされる特定の線膨張係数に応じて、広範囲の
サーメツト材料が製造されうる。特に好ましい種
類のサーメツトは、アルミナおよびタングステン
またはアルミナおよびモリブデンよりなるもので
ある。これらのサーメツトは、0.045〜0.2の容積
比（ここで容積比とはセラミツクと金属との全体
の容積に対する金属の容積の比として定義され
る）の金属を適当に含有しうるものであり、通常
100〜1000℃の温度範囲にわたつて50×10-7〜85
×10-7／℃の線膨張係数を有しているであろう。 特願昭54−113624号（特開昭55−37496号）に
は、このようなサーメツト端蓋をセラミツク管体
にシールするために用いられうるシール組成物が
記載されている。それらの組成物は、少なくとも
70重量％の耐火性酸化物（好ましくはAl2O3）
と、SiO2、MgOおよびB2O3よりなる少量の非ガ
ラス質添加物よりなる。使用するに際しては、こ
のシール組成物は端蓋と管体に施され、そしてそ
の結果得られた組立体はシールが形成されるまで
高温に保持される。特願昭54−113624号（特開昭
55−37496号）に記載された組立体はシールを形
成するために30〜60分を要する。SiO2および
MgOの量を特願昭54−113624号の発明による材
料のそれよりも多くしたAl2O3−SiO2−MgO系
を用いてシール組成物を得ることができることを
認めた。本発明によるシール組成物を使用する
と、完成シールを作成するに要する全時間が10分
以下のオーダーに短縮されるという非常に重要な
利点が得られる。放電ランプを製造する場合に
は、組立時および特にアーク・チユーブのシール
時に充填ガスが失われるという問題に遭遇する。
通常、アーク・チユーブの第１の端部がまずシー
ルされ、充填ガスが入れられ、そして第２の端部
がシールされる。アーク・チユーブの第２の端部
をシールするために用いられる温度および圧力は
充填ガスの揮発従つて損失を最少限に抑えるよう
に選定されるのか有利である。このことに加え
て、アーク・チユーブ管体が作成される材料、例
えば結晶アルミナ、サフアイアあるいはスピネル
は加工するのが、すなわちアーク・チユーブに適
用しうる種々の形状にするのがきわめて困難な材
料である。例えば、正しい長さのアーク・チユー
ブを得るための１つの公知の方法として、チユー
ブをダイヤモンド・ホイールで切断する方法があ
るが、この方法では手で容易に感じられる程度の
隆起を有する非常に粗い表面ができるので、それ
がため良好なシールを作成することがそれだけ困
難となる。 このような問題を回避せんがために、本発明に
よるアーク・チユーブでは、シールのための端面
の一方または双方に、ガラスと同様の平滑性を有
する表面が得られるように予め溶融せしめられた
シール組成物で被覆される。 アーク・チユーブが垂直位置で用いられる場合
には、上端が下端より熱くなり、温度差が100℃
のオーダーとなることが知られている。低温シー
ル組成物で十分な場合に高温シール組成物を用い
るのは不経済であるから、用いられる温度に適応
したシール材料および成分を開発することが有利
である。本発明によれば、その要求を満足するシ
ール組成物が開発された。さらに、高温用に開発
されたシール組成物は、シールされて完成された
アーク・チユーブでは、白つぽい不透明の外観を
呈することが認められた。他の組成物で作成され
たシールはガラス状の外観を呈するから、高温端
として使用されるアーク・チユーブの端を視覚的
に識別することができ、同じように見えるシール
を識別するために特別のマークをつけたりする必
要がなくなる。 本発明は、アーク・チユーブ管体とそれのため
の端蓋を形成するサーメツトとの間に気密性の接
合が得られるようにアルミナ、シリカおよびマグ
ネシアから選択されたシール組成物を利用した改
良されたアーク・チユーブを提供することを目的
とする。 本発明によれば、放電ランプのためのアーク・
チユーブが提供される。このアーク・チユーブ
は、多結晶アルミナ、サフアイアまたはスピネル
よりなる管体と、シール組成物によつて前記管体
に気密的にシールされた１つまたはそれ以上の端
蓋とよりなり、前記シール組成物は、五酸化リ
ン、チタニア、ジルコニアおよびクロミアのうち
から選択された核形成剤５重量％までと、ホウ素
酸化物５重量％までと、HfO2、V2O3、Yb2O3、
La2O3、Dy2O3およびEu2O3のうちから選択され
た少なくとも１つの希土類酸化物10重量％までと
を所望により含有しており、前記シール組成物の
残りの部分は、シリカ、アルミナおよびマグネシ
アの混合物よりなり、この混合物には、シリカ51
〜62重量％、アルミナ13〜21重量％およびマグネ
シア25〜28重量％が含まれていることを特徴とす
る。 また本発明によれば、垂直状態で動作するのに
適した放電ランプ用アーク・チユーブが提供され
る。このアーク・チユーブは、多結晶アルミナ、
サフアイアまたはスピネルよりなりかつ第１およ
び第２の端部を有する管体と、この管体の第１の
端部に第１のシール部材によつて気密的にシール
された第１の蓋部材と、前記管体の第２の端部に
第２のシール部材によつて気密的にシールされた
第２の蓋部材とよりなり、前記管体の第１の端部
を上方に向けた垂直状態でかつ前記第１の端部が
前記第２の端部よりも実質的に高い温度で動作す
るように構成された放電ランプ用アーク・チユー
ブにおいて、 前記第１のシール部材は、シリカ、アルミナお
よびマグネシアを主成分とする第１のシール組成
物に熱処理を施したものよりなり、 前記第２のシール部材は、第２のシール組成物
に熱処理を施したものよりなり、この第２のシー
ル組成物は、五酸化リン、チタニア、ジルコニア
およびクロミアのうちから選択された核形成剤５
重量％までと、ホウ素酸化物５重量％までと、
HfO2、V2O3、Yb2O3、La2O3、Dy2O3および
Eu2O3のうちから選択された少なくとも１つの希
土類酸化物10重量％までとを所望により含有して
おり、前記第２のシール組成物の残りの部分は、
シリカ、アルミナおよびマグネシアの混合物より
なり、この混合物には、シリカ51〜62重量％、ア
ルミナ13〜21重量％およびマグネシア25〜28重量
％が含まれており、 前記第１のシール組成物が前記第２のシール組
成物よりも高い融点を有するようにかつ前記第１
のシール部材がそれに施された前記熱処理のため
に前記第２のシール部材から視覚的に識別されう
るように、前記第１のシール組成物の主成分比が
前記第２のシール組成物の主成分比に対して変更
されていることを特徴とする。 所望により出発材料に加えられる五酸化リン
（５重量％まで）、希土類酸化物、チタン、ジルコ
ニアまたはクロミアのような核形成剤
（nucleating agents）は、シール作業時における
結晶相の寸法および程度を制御するのに有用であ
る。シール性能に悪影響を及ぼすことなしにシー
ル組成物の流れ特性を改善するために、５重量％
までのホウ素酸化物を組成に含有させうることも
認められた。また、接合部分の熱的および機械的
性質を改善するために、Y2O3、Yb2O3、La2O3、
Dy2O3、Eu2O3およびHfO2のような希土類酸化物
を10重量％までシール組成物に含有させることが
できる。 一般的に言つて、本発明の組成物は、微粉末状
の出発成分を用い、それらを約１時間タンブラー
混合することによつて得ることができる。適当な
量の主酸化物成分が硝酸塩、硫酸塩またはしゆう
酸塩のような先駆可溶性塩の形で添加されうる。
副次的な成分も酸化物の形であるいは好ましくは
可溶性塩として同様に添加されうる。このように
して得られた混合物は、それを均質化するため
に、高純度アルミナるつぼ内において約200℃の
温度で約２時間融解され、続いて不活性雰囲気内
において1200℃までの温度で約７時間か焼され
る。このようにか焼された酸化物は粉砕されそし
て250ミクロ・メツシユでふるいにかけられる。
成分を均質化するための他の方法としては、10％
ロジウムを含有するプラチナで作成されたるつぼ
内においてあるいは融点が1650℃よりも高い材料
の場合にはイリジウムるつぼ内において空気中で
あるいは制御された雰囲気内で約1650℃の温度で
上記混合物を溶融させる方法がある。この溶融物
は数時間撹拌され、その結果得られたガラスが蒸
溜水中で冷却される。次に、上記混合物は乾燥さ
れ粉砕されてガラス微粉末となされ、そのガラス
微粉末が適当な環状の円板またはフリツトとなさ
れうる。ポリビニルアルコールのようなバインダ
を２重量％まで添加してもよく、このバインダは
上記環状円板またはフリツトの自動プレスを助長
する。このバインダは、シールに先立つプリヒー
トまたはプリメルテイングによつて除去しなけれ
ばならない。 以下、本発明の実施例について図面を参照して
説明する。 第１図は本発明による放電ランプ用アーク・チ
ユーブのシールに用いられるシール組成物の組成
をあらわす三元成分図である。第１図は下記の第
１表に記載されたシール組成物の組成、すなわち
25〜28重量％のMgOと13〜21重量％のAl2O3と51
〜62重量％のSiO2の領域をあらわしている。参
考までに示した第２表に記載されているシール組
成物の成分比は、第１図に示す領域外にあり、か
つこの第２表のシール組成物の融点は、第１表の
シール組成物の融点より高いことがわかる。また
第３表にはB2O3、P2O5のような添加物を含むシ
ール組成物が記載されている。第３表のシール組
成物のうち、１番〜３番は第１図に示す領域内の
組成を有する低融点グループであり、４番〜６番
は第１図の領域外の組成を有する高融点グループ
である。
【表】
【表】
【表】
第１表、第２表および第３表に示された組成物
が製造される方法を、第１表の１番、第２表の５
番、第３表の２番に関して説明しよう。 例 １（第１表の１番） アルミナ20グラム、マグネシア28グラム、シリ
カ52グラムが微粉末として準備され、次のように
処理された。 (a) 成分が１時間タンブラー混合され、 (b) その結果得られた混合物が高純度アルミナる
つぼ内において200℃で融解され、 (c) その融解された混合物が空気中で1200℃に７
時間保持され炉内でか焼され、 (d) そのようにか焼された酸化物が粉砕され、そ
して250メツシユのふるいにかけられ、 (e) ふるいにかけられたか焼済みの酸化物がプラ
チナ−10％ロジウムるつぼ内において1500℃で
３時間溶融され、 (f) その結果できた溶融物が、蒸溜水の入つたス
テンレススチールトレイ内に注入され、 (g) その結果得られたガラス・フリツトがアルミ
ナ・ボール・ミル内で７時間乾燥され、 (h) その粉砕されたガラス100グラムが２％ポリ
ビニルアルコールと混合され、そしてプレス成
形されて環状の円板となされ、 (i) それらの円板が空気中において750℃で３時
間予備焼成され、 (j) このようにしてそれらの円板が使用できる状
態となつた。 例 ２（第２表の５番） アルミナ42グラム、マグネシア15.2グラム、シ
リカ42.8グラムが微粉末として準備され、次のよ
うに処理された。 (a) 成分が１時間タンブラー混合され、 (b) その混合物が高純度アルミナるつぼ内におい
て200℃で融解され、 (c) そのように融解された混合物が空気中で1200
℃の温度に７時間保持されて炉内でか焼され、 (d) そのようにか焼された酸化物が粉砕され、そ
して250メツシユのふるいにかけられ、 (e) か焼されふるいにかけられたか酸化物がプラ
チナ−10％ロジウムるつぼ内において1500℃で
３時間溶融され、 (f) その溶融物が蒸溜水の入つたステンレススチ
ール・トレイ内に注入され、 (g) その結果得られたガラスフリツトがアルミ
ナ・ボール・ミル内で７時間乾燥され、 (h) 粉砕された上記ガラスの100グラムが２％ポ
リビニルアルコールと混合されそしてプレス成
形されて環状の円板となされ、 (i) これらの円板が750℃で３時間予備焼成され、 (j) このようにしてそれらの円板が使用できる状
態となつた。 例 ３（第３表の２番） アルミナ20.00グラム、マグネシア28.00グラ
ム、シリカ51.99グラムおよびホウ素酸化物4.76
グラムが微粉末として準備され、次のように処理
された。 (a) 成分が１時間タンブラー混合され、 (b) その混合物が高純度アルミナるつぼ内におい
て200℃で融解され、 (c) そのように融解された混合物が空気中で1200
℃に７時間保持され炉内においてか焼され、 (d) か焼された酸化物が粉砕され、そして250メ
ツシユのふるいにかけられ、 (e) か焼されふるいにかけられた酸化物がプラチ
ナ−10％ロジウムるつぼ内において1500℃で３
時間溶融され、 (f) その溶融物が蒸溜水の入つたステンレススチ
ール・トレイに注入され、 (g) そのようにして得られたガラスフリツトがア
ルミナ・ボール・ミル内で７時間乾燥され、 (h) 粉砕された上記ガラスの100グラムが２％ポ
リビニルアルコールと混合されそしてプレス成
形されて環状の円板となされ、 (i) これらの円板が空気中において750℃で３時
間予備焼成され、 (j) このようにしてそれらの円板が使用できる状
態となつた。 本発明による組成物をすずナトリウム・ハロゲ
ン化物ランプを構成するために使用した場合の一
例について次に説明する。 第２図には、導電部材３０および１８を有する
サーメツト端蓋部材１１が示されており、導電部
材１８はランプ電極１７と多結晶アルミナ・アー
ク・チユーブ管体１０の一端とを支持している。
第１表から選択されたシール組成物、例えば
MgO28.00重量％、Al2O320.00重量％および
SiO252重量％を有する実施例１（第１表の１番）
によるシール組成物よりなる環状円板１２が部材
１８のまわりおよび管体と端蓋部材１１の間に配
置される。 このようにして得られた組立体はそれの組成が
軟化するまで、数字１９で示された脱気可能な室
内で約1450℃に加熱され、そして0.05〜1MN／
m2の圧力が印加されて管体１０と端蓋部材１１と
の間に接合が形成される。上記の方法によつてラ
ンプにシールを形成するのに要する合計時間は約
４分である。この方法の実施例では、予め形成さ
れた環状円板を用いるかわりに、粉末（粉砕され
たガラスまたは親密にか焼された酸化物）が用い
られうる。 上記の方法によつて作成されるガラス状のシー
ルに代えて、900〜1000℃の温度で数時間付加的
な熱処理を行なうことにより、典型的には各部分
を700℃で３分間加圧状態に保持して最初の熱処
理を行ない、それに続いて950℃で１時間以上同
じく加圧状態で加熱することによつて、より優れ
た耐火性を有し結晶性の高いセラミツク・シール
が作成されうる。 すずナトリウム・ハロゲン化物ランプを製造す
るために本発明の組成を使用した場合の他の実施
例が第３図に示されている。第３図には、多結晶
アルミナ・アーク・チユーブ１０の一端が示され
ている。このアーク・チユーブはダイヤモンド・
ホイールで切断して所定の長さになされうるが、
その結果できる端面１３は非常に粗いものである
がため、気密シールを作成することがさらに困難
となる。しかしながら、この問題は次のようにし
て克服されうる。すなわち、本発明によるシール
組成物、この場合には、MgO28.00重量％、
Al2O320.00重量％、SiO251.99重量％および
B2O34.76重量％よりなる例３（第３表の２番）の
シール組成物よりなる層１４が予め溶融されそし
てアーク・チユーブの端面１３に適用される。こ
のように溶融されたシール組成物の層１４をアー
ク・チユーブの切断端面１３に適用することによ
つて非常に平滑な表面が得られる。上記予め溶融
された組成が軟化するまで加熱しかつ0.05〜
1MN／m2の圧力を印加することによつて、上述
のようにサーメツト端蓋部材１１で接合（ジヨイ
ント）が形成されうる。上述した２つの実施例の
双方に適用しうるようにこの方法を変更したもの
では、予め溶融された層１６が接合されるべきサ
ーメツトの表面１５に適用される。その後で、そ
のようにして得られた組立体は、選択された組成
の軟化温度に加熱される。この最後に述べた方法
によれば、各シール部材によりよく適応しうるよ
うにシール組成物の組合せが選択されうるという
利点も得られる。例えば、第３図の層１６はサー
メツト１１によりよく適応した組成を有すること
ができ、他方、層１４はアーク・チユーブ１６の
材料によりよく適応した組成を有することができ
る。 第２表から選択された組成を用いる場合には、
その表の右側欄に示されているように、使用温度
が高く、その結果、白色であるがために視覚によ
る識別の容易な耐火性に優れたシール部材が得ら
れる。これは、例えば垂直状態で動作するアー
ク・チユーブの場合にみられるように上端が下端
より高い温度で動作せしめられる場合に、前述の
ようにこのシール部材を識別するために特に有用
である。 以上の説明において、使用されるシール組成物
の実際の成分に応じて、加熱、冷却およびプレス
成形工程はある程度変更されることが理解される
であろう。
が製造される方法を、第１表の１番、第２表の５
番、第３表の２番に関して説明しよう。 例 １（第１表の１番） アルミナ20グラム、マグネシア28グラム、シリ
カ52グラムが微粉末として準備され、次のように
処理された。 (a) 成分が１時間タンブラー混合され、 (b) その結果得られた混合物が高純度アルミナる
つぼ内において200℃で融解され、 (c) その融解された混合物が空気中で1200℃に７
時間保持され炉内でか焼され、 (d) そのようにか焼された酸化物が粉砕され、そ
して250メツシユのふるいにかけられ、 (e) ふるいにかけられたか焼済みの酸化物がプラ
チナ−10％ロジウムるつぼ内において1500℃で
３時間溶融され、 (f) その結果できた溶融物が、蒸溜水の入つたス
テンレススチールトレイ内に注入され、 (g) その結果得られたガラス・フリツトがアルミ
ナ・ボール・ミル内で７時間乾燥され、 (h) その粉砕されたガラス100グラムが２％ポリ
ビニルアルコールと混合され、そしてプレス成
形されて環状の円板となされ、 (i) それらの円板が空気中において750℃で３時
間予備焼成され、 (j) このようにしてそれらの円板が使用できる状
態となつた。 例 ２（第２表の５番） アルミナ42グラム、マグネシア15.2グラム、シ
リカ42.8グラムが微粉末として準備され、次のよ
うに処理された。 (a) 成分が１時間タンブラー混合され、 (b) その混合物が高純度アルミナるつぼ内におい
て200℃で融解され、 (c) そのように融解された混合物が空気中で1200
℃の温度に７時間保持されて炉内でか焼され、 (d) そのようにか焼された酸化物が粉砕され、そ
して250メツシユのふるいにかけられ、 (e) か焼されふるいにかけられたか酸化物がプラ
チナ−10％ロジウムるつぼ内において1500℃で
３時間溶融され、 (f) その溶融物が蒸溜水の入つたステンレススチ
ール・トレイ内に注入され、 (g) その結果得られたガラスフリツトがアルミ
ナ・ボール・ミル内で７時間乾燥され、 (h) 粉砕された上記ガラスの100グラムが２％ポ
リビニルアルコールと混合されそしてプレス成
形されて環状の円板となされ、 (i) これらの円板が750℃で３時間予備焼成され、 (j) このようにしてそれらの円板が使用できる状
態となつた。 例 ３（第３表の２番） アルミナ20.00グラム、マグネシア28.00グラ
ム、シリカ51.99グラムおよびホウ素酸化物4.76
グラムが微粉末として準備され、次のように処理
された。 (a) 成分が１時間タンブラー混合され、 (b) その混合物が高純度アルミナるつぼ内におい
て200℃で融解され、 (c) そのように融解された混合物が空気中で1200
℃に７時間保持され炉内においてか焼され、 (d) か焼された酸化物が粉砕され、そして250メ
ツシユのふるいにかけられ、 (e) か焼されふるいにかけられた酸化物がプラチ
ナ−10％ロジウムるつぼ内において1500℃で３
時間溶融され、 (f) その溶融物が蒸溜水の入つたステンレススチ
ール・トレイに注入され、 (g) そのようにして得られたガラスフリツトがア
ルミナ・ボール・ミル内で７時間乾燥され、 (h) 粉砕された上記ガラスの100グラムが２％ポ
リビニルアルコールと混合されそしてプレス成
形されて環状の円板となされ、 (i) これらの円板が空気中において750℃で３時
間予備焼成され、 (j) このようにしてそれらの円板が使用できる状
態となつた。 本発明による組成物をすずナトリウム・ハロゲ
ン化物ランプを構成するために使用した場合の一
例について次に説明する。 第２図には、導電部材３０および１８を有する
サーメツト端蓋部材１１が示されており、導電部
材１８はランプ電極１７と多結晶アルミナ・アー
ク・チユーブ管体１０の一端とを支持している。
第１表から選択されたシール組成物、例えば
MgO28.00重量％、Al2O320.00重量％および
SiO252重量％を有する実施例１（第１表の１番）
によるシール組成物よりなる環状円板１２が部材
１８のまわりおよび管体と端蓋部材１１の間に配
置される。 このようにして得られた組立体はそれの組成が
軟化するまで、数字１９で示された脱気可能な室
内で約1450℃に加熱され、そして0.05〜1MN／
m2の圧力が印加されて管体１０と端蓋部材１１と
の間に接合が形成される。上記の方法によつてラ
ンプにシールを形成するのに要する合計時間は約
４分である。この方法の実施例では、予め形成さ
れた環状円板を用いるかわりに、粉末（粉砕され
たガラスまたは親密にか焼された酸化物）が用い
られうる。 上記の方法によつて作成されるガラス状のシー
ルに代えて、900〜1000℃の温度で数時間付加的
な熱処理を行なうことにより、典型的には各部分
を700℃で３分間加圧状態に保持して最初の熱処
理を行ない、それに続いて950℃で１時間以上同
じく加圧状態で加熱することによつて、より優れ
た耐火性を有し結晶性の高いセラミツク・シール
が作成されうる。 すずナトリウム・ハロゲン化物ランプを製造す
るために本発明の組成を使用した場合の他の実施
例が第３図に示されている。第３図には、多結晶
アルミナ・アーク・チユーブ１０の一端が示され
ている。このアーク・チユーブはダイヤモンド・
ホイールで切断して所定の長さになされうるが、
その結果できる端面１３は非常に粗いものである
がため、気密シールを作成することがさらに困難
となる。しかしながら、この問題は次のようにし
て克服されうる。すなわち、本発明によるシール
組成物、この場合には、MgO28.00重量％、
Al2O320.00重量％、SiO251.99重量％および
B2O34.76重量％よりなる例３（第３表の２番）の
シール組成物よりなる層１４が予め溶融されそし
てアーク・チユーブの端面１３に適用される。こ
のように溶融されたシール組成物の層１４をアー
ク・チユーブの切断端面１３に適用することによ
つて非常に平滑な表面が得られる。上記予め溶融
された組成が軟化するまで加熱しかつ0.05〜
1MN／m2の圧力を印加することによつて、上述
のようにサーメツト端蓋部材１１で接合（ジヨイ
ント）が形成されうる。上述した２つの実施例の
双方に適用しうるようにこの方法を変更したもの
では、予め溶融された層１６が接合されるべきサ
ーメツトの表面１５に適用される。その後で、そ
のようにして得られた組立体は、選択された組成
の軟化温度に加熱される。この最後に述べた方法
によれば、各シール部材によりよく適応しうるよ
うにシール組成物の組合せが選択されうるという
利点も得られる。例えば、第３図の層１６はサー
メツト１１によりよく適応した組成を有すること
ができ、他方、層１４はアーク・チユーブ１６の
材料によりよく適応した組成を有することができ
る。 第２表から選択された組成を用いる場合には、
その表の右側欄に示されているように、使用温度
が高く、その結果、白色であるがために視覚によ
る識別の容易な耐火性に優れたシール部材が得ら
れる。これは、例えば垂直状態で動作するアー
ク・チユーブの場合にみられるように上端が下端
より高い温度で動作せしめられる場合に、前述の
ようにこのシール部材を識別するために特に有用
である。 以上の説明において、使用されるシール組成物
の実際の成分に応じて、加熱、冷却およびプレス
成形工程はある程度変更されることが理解される
であろう。
第１図は本発明において使用されるシール組成
物の組成を重量％であらわした三元組成図、第２
図および第３図は本発明のアーク・チユーブを作
成する場合を示す概略図である。 図面において、１０はアーク・チユーブ管体、
１１はサーメツト端蓋部材、１２は環状円板、１
７はアーク・チユーブ管体、１８，２０は導電部
材、１９は脱気可能な室、１４はシール組成層、
１３は切断端面、１６は予め溶融された層をそれ
ぞれ示す。
物の組成を重量％であらわした三元組成図、第２
図および第３図は本発明のアーク・チユーブを作
成する場合を示す概略図である。 図面において、１０はアーク・チユーブ管体、
１１はサーメツト端蓋部材、１２は環状円板、１
７はアーク・チユーブ管体、１８，２０は導電部
材、１９は脱気可能な室、１４はシール組成層、
１３は切断端面、１６は予め溶融された層をそれ
ぞれ示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 多結晶アルミナ、サフアイアまたはスピネル
よりなる管体と、シール組成物によつて前記管体
に気密的にシールされた１つまたはそれ以上の端
蓋とよりなり、前記シール組成物は、五酸化リ
ン、チタニア、ジルコニアおよびクロミアのうち
から選択された核形成剤５重量％までと、ホウ素
酸化物５重量％までと、HfO2、V2O3、Yb2O3、
La2O3、Dy2O3およびEu2O3のうちから選択され
た少なくとも１つの希土類酸化物10重量％までと
を所望により含有しており、前記シール組成物の
残りの部分は、シリカ、アルミナおよびマグネシ
アの混合物よりなり、この混合物には、シリカ51
〜62重量％、アルミナ13〜21重量％およびマグネ
シア25〜28重量％が含まれていることを特徴とす
る放電ランプ用アーク・チユーブ。 ２ 多結晶アルミナ、サフアイアまたはスピネル
よりなりかつ第１および第２の端部を有する管体
と、この管体の第１の端部に第１のシール部材に
よつて気密的にシールされた第１の蓋部材と、前
記管体の第２の端部に第２のシール部材によつて
気密的にシールされた第２の蓋部材とよりなり、
前記管体の第１の端部を上方に向けた垂直状態で
かつ前記第１の端部が前記第２の端部よりも実質
的に高い温度で動作するように構成された放電ラ
ンプ用アーク・チユーブにおいて、 前記第１のシール部材は、シリカ、アルミナお
よびマグネシアを主成分とする第１のシール組成
物に熱処理を施したものよりなり、 前記第２のシール部材は、第２のシール組成物
に熱処理を施したものよりなり、この第２のシー
ル組成物は、五酸化リン、チタニア、ジルコニア
およびクロミアのうちから選択された核形成剤５
重量％までと、ホウ素酸化物５重量％までと、
HfO2、V2O3、Yb2O3、La2O3、Dy2O3および
Eu2O3のうちから選択された少なくとも１つの希
土類酸化物10重量％までとを所望により含有して
おり、前記第２のシール組成物の残りの部分は、
シリカ、アルミナおよびマグネシアの混合物より
なり、この混合物には、シリカ51〜62重量％、ア
ルミナ13〜21重量％およびマグネシア25〜28重量
％が含まれており、 前記第１のシール組成物が前記第２のシール組
成物よりも高い融点を有するようにかつ前記第１
のシール部材がそれに施された前記熱処理のため
に前記第２のシール部材から視覚的に識別されう
るように、前記第１のシール組成物の主成分比が
前記第２のシール組成物の主成分比に対して変更
されていることを特徴とする放電ランプ用アー
ク・チユーブ。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8040906 | 1980-12-20 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57126058A JPS57126058A (en) | 1982-08-05 |
| JPH0158829B2 true JPH0158829B2 (ja) | 1989-12-13 |
Family
ID=10518136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56202357A Granted JPS57126058A (en) | 1980-12-20 | 1981-12-15 | Arc tube for discharge lamp |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US4585972A (ja) |
| EP (1) | EP0055049B1 (ja) |
| JP (1) | JPS57126058A (ja) |
| CA (1) | CA1168291A (ja) |
| DE (1) | DE3174149D1 (ja) |
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