JPH03129637A - 光源用ゲッター成分 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は活性材料、即ちゲッター作用を及ぼす材料を含
んでいる成分に関するものである。この種の成分は、時
間の経過とともに生じた少量のガスまたは蒸気を凝固硬
化（Ａｂｂｉｎｄｅｎ　）させるために適しており、い
わゆる塗布可能なゲッター成分である。

〔従来の技術と問題点〕

ゲッターは反応性のある材料であり、少量のガス及び蒸
気と反応して、ゲッターされるべき空間もしくは媒体に
対して中性な化合物または揮発性のない化合物を形成す
る材料であるか、もしくはガス及び蒸気を吸収し、これ
を（少量である場合には）物理的に分解させ、空間から
離隔させ、適当な原料のなかに集積させ、そこで凝固硬
化させる材料である。時に１つのゲッター成分が２つの
作用を及ぼす場合があり、この場合離隔されるべきガス
と蒸気は化学的に且つ物理的に結合する。

光源製造業ではゲッターを頻繁に使用する。これは、光
を生じさせる空間が、光源を機能させるために必らず必
要で且つ有害材料を含まないような材料だけを含んでい
ることが要求されるからである。このような材料は、製
造中に残悄材料として光を生じさせる空間内に達するこ
とがあり、他方光源が機能している間に成分から蒸発す
ることがある。

残留性のある有害なガス及び蒸気としては、例えば酸素
、水素、二酸化炭素、−酸化炭素、水蒸気が挙げられる
。特に水蒸気は、分解状態で水素を発生させるので危険
である。この種の分解は、機能している光源の熱くなっ
た加熱面に容易に起こりうるものである。発生期の酸素
は金属酸化物を形成する。金属酸化物は電球の壁に沈降
することがあり、そこにある発生期の水素が金属酸化物
を金属に還元させ、この金属が黒い斑点として残る。水
蒸気は反復して発生し、それによって上記のプロセスが
反復される。このプロセスの反復は、水素を結合させる
と阻止することができる。従って水素は光源が機能する
際、寿命の点でキーポイントになり、よって上記の水素
の結合は極めて重要な役割を果たしている。

光源に使用されるゲッターとして金属ゲッターがある。

金属ゲッターは有害物質、特に水素を適当な材料のなか
で分解させうる金属である。金属ゲッターとしては例え
ばチタン、タンタル、ジルコニウムが使用される。ジル
コニウムは広く普及しているゲッターであり、特に水素
を凝固硬化させる点ですぐれている。

光源製造業においては、ゲッターは主に塗布可能なゲッ
ターとして、ゲッター処理されるべき空間内に塗布され
る。このような塗布可能なゲッター物質はゲッター作用
をもつ材料、例えば金属を沈澱状態で有し且つ何らかの
担持物質に懸濁されている混合物である。グローランプ
の場合、この懸濁液は少なくとも導電性のワイヤーに塗
布される。懸濁液は粘着のために導線に付着し、懸濁液
の分解された揮発性の成分は、製造中に生じる熱の作用
で、ゲッター処理されるべき空間を離れる。

この場合、使用される真空が上記の成分を吸い込むこと
が多々ある。もちろん懸濁液の、ゲッター成分とは異な
り光源の製造中に生じる成分は、任意に選定できない。

懸濁液の成分の条件は、まず残らず完全に生じること、
そして水を含んでいないことである。光源製造業で使用
されるゲッター懸濁液は、何らかの揮発性の溶媒のなか
に担持物質として溶解された炭素を含む結合材料を含ん
でいることがある。例えば、塗布可能なゲッターにニト
ロセルロースを結合材料として使用することはよく知ら
れている。この結合材料が分解すると水蒸気、炭化水素
、酸化炭素が発生する。従って、分解状態で有害材料を
発生させない結合材料の開発に努力が向けられている。

西ドイツ特許公開第２７４０６０２号公報には、ハロゲ
ンランプ用に使用されるゲッター成分のために結合材料
として例えば金属塩化物が提案されている。一方正反対
の溶媒として主にエタノールが使用される。この揮発性
の溶媒は、製造段階で真空にする間に容易に漏出する。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の課題は、従来の欠点を解消することである。

〔課題を解決するための手段及び効果〕本発明は、上記
課題を解決すめため、担持物質が２０−８０体積％の揮
発性の溶媒から成り、金属成分が、金属の総量に関して
、３０−７０質量％のジルコニウム合金と１５−３５質
量％のニッケルから成り、残量として薄層構造のアルミ
ニウムが含まれていることを特徴とするものである。

本発明者は、実験を重ねた結果、金属成分を目的に応じ
て選定すれば、塗布可能なゲッター成分を結合材料なし
でも製造できるという認識を得るに至った。このように
すれば、結合材料の分解に伴なう諸々の欠点を解消する
ことができる。担持物質としては揮発性の溶媒で十分で
ある。揮発性の溶媒としては、無水アルコール及び水分
を含まないベンジンを使用するのが好ましいが、後者の
ほうがより好ましい。

また本発明者は、塗布可能なゲッターに対して純粋な金
属（特にジルコニウム）を使用すれば目的に適わないと
いう認識を得るに至った。即ち粉末状にされたジルコニ
ウムは、含まれている水素からの分離が難しく、シばし
ば粉末粒子の表面に厚い酸化物・窒化物の層が生じると
いう欠点をもっている。このように金属のゲッター作用
は温度が高すぎる場合にしか有効とならない。またジル
コニウムは粉砕が困難で、可延性の金属である。

従って金属粉の製造には困難が伴なう。

このため本発明では、ジルコニウムの代わりにジルコニ
ウム合金を塗布可能なゲッター成分として使用する。ジ
ルコニウム合金が水素凝固硬化能にすぐれ、成分によっ
ては純粋なジルコニウムよりも作用がまさっていること
はよく知られている。

その例としてＫｅｎｊｉ　Ｉｃｈｉｌｌｌｕｒａ、その
他の執筆による雑誌ｒＪ、　Ｖａｃ、　Ｓｃｉ、　Ｔｅ
ｃｈｎｏｌ、Ｊ　、　ｌ　９８８　／第６巻／Ｎｏ、４
．第２５４１−５頁を指摘したい。

しかしこの論文には金属粉の性質については述べられて
おらず、帯状のコンパクトなジルコニウム及びジルコニ
ウム合金の問題が論じられている。

塗布可能なゲッターに対しては粉末化された金属だけを
使用できるにすぎず、その性質はコンパクトな金属の性
質と同一のものではない。

本発明によるゲッター成分に対しては、もろくて、粉砕
が容易で、ジルコニウムと同等に水素を凝固硬化させる
金属合金が使用される。よく知られたいくつかのジルコ
ニウム合金はこの期待に答えるもので、例えば第１に“
’５ｔｌＯ１”と呼ばれるジルコニウム・アルミニウム
合金が挙げられる。一方“Ｓｔ　　７０７”と呼ばれる
ジルコニウム・バナディウム合金、または’５ｔ１９９
”と呼ばれるジルコニウム・ニッケル合金も上記の要求
を満足させるものである。これらの合金は上記の雑誌に
列記されている。

従ってどのジルコニウム合金もゲッター成分に使用する
ことができ、これらのジルコニウム合金は粉砕が容易で
、水素凝固硬化能は少なくともジルコニウムのそれに対
応し、３５０℃以下ではゲッター効果を及ぼさない。こ
の最後の要求は非常に重要であり、即ち光源の組み立て
（最大温度３５０℃で行なわれる）の際の熱が粉末状の
合金のゲッター能を阻害しない。これに関連して、合金
の組成と粒度を１合金が発熱性を示さないように、しか
もろう付は温度で空気と反応しないように選定する必要
がある。

さらに本発明者は、作用物質としてはたらく合金粉のほ
かにニッケル粉及びアルミニウム粉も塗布可能なゲッタ
ーに添加しなければならないこと、成分はこれを塗布し
た担持要素にしっかりと焼結されていなければならない
という認識を得るに至った・ このことは、ニッケル粉が基本金属としてのジルコニウ
ムとともに１つの独立した成分であることを意味してい
る（しかしこれは、ニッケル粉が基本金属としてのジル
コニウムとともに１つの独立した合金として存在してい
ることを意味するものではなく、ニッケル粉はジルコニ
ウムの代用とはならない）。ニッケル粉がゲッター成分
のなかに含まれているということは極めて重要である。

従って本発明による成分は、ジルコニウム・ニッケル合
金または焼結体のゲッター作用を記述した専門ｐ　ｒＶ
ａｃｕｕ＋＋＋−ＺｅｉｔｓｃｈｒｉｆｔＪ　　（１９
８０年／第３０巻／第６号、第２１３−２１６頁）及び
西ドイツ特許公開第２８２７１３２号公報に記載の成分
とは異なるものである。西ドイツ特許公開第２８２７１
３２号公報には粉末状にされたジルコニウム合金及びニ
ッケル粉は説明されておらず、ジルコニウム金属粉及び
これとともに工つのまとまった単位を形成しているニッ
ケル粉が開示されている。さらに結合剤が含まれている
ことも本発明と相違している。

本発明によれば、ゲッター成分に結合剤は含まれず、ニ
ッケル粉を独立した成分として使用することを提案する
ものである。ニッケル粉は２つの役割をもっており、１
つは焼結を促進させること、もう１つは、すでに述べた
ように、ジルコニウム合金のゲッター効果を向上させる
ことである。即ちニッケルを成分中でジルコニウム合金
と接触させると、低温で合金が水素を吸収することが促
進され、通常の活性化の困難性を解消することができる
。このことは、ゲッター粒子に衝突した水素分子がゲッ
ター粒子の表面で吸収されたその他のガスを通過するよ
うにして分散しなければならないこと、次に水素分子が
薄い酸化物・窒化物層を通過して分散されるべきことを
意味している。分子が解離されたときにはじめて水素分
子は合金の内部で原子として溶解することができる。こ
のとき合金の粒子がニッケルと金属接触すると、水素原
子はニッケルから合金の粒子のなかへ拡散するこれに対
してニッケル粒子は水素をはるかに容易に吸収する。こ
れは、ニッケル粒子上に、吸収されたかなり薄いガス層
と薄い酸化物層が存在しているからである。さらに注目
すべきことは、ニッケルは、触媒による水素化合の際に
使用可能な金属によっても（例えばコバルト）部分的に
または全体的に代用させることができる。

本発明者はまた、ラメラ状の（ｌａ＠ｅｌｌａｒ）アル
ミニウムを微粉化して使用できるという認識を得るに至
った。このアルミニウムはｒ銀顔料Ｊ　　（Ｓｉ−１ｂ
ｅｒｆａｒｂｓｔｏｆｆ　）の品質に対応している。ア
ルミニウム粒子の形状は、このような場合にだけアルミ
ニウムが結合剤の代用をすることができないので、極め
て重要である。

以上のような認識に基づいて本発明者は、光源のための
、特にグローランプのためのゲッター成分を得た。この
ゲッター成分は付属金属（ａｋｚｅｓｓｏｒｉｓｃｈｅ
ｓ　Ｍｅｔａｌｌ）と溶媒から成り、ゲッター作用を有
している。

本発明によれば、成分は、２０−８０体積％の揮発性の
溶媒と、残余の部分を形成している微粉状の金属から構
成されている。より厳密には、金属成分は、乾燥物質の
総量に関して、３０−７０質量％の粉末状のジルコニウ
ム合金と、１５−３５質量％のニッケル粉と、残量とし
て薄層状の（ｌａｍｉｎａｒ）アルミニウム粒子から構
成されている。

成分がジルコニウム・アルミニウム合金を含んでいるの
が有利である。また合金が補足的に高々５質量％のバナ
ジウム、鉄、シリコンを含んでいることも有利である。

１つの有利な実施例では、成分は、溶かし直してガス抜
きした溶融合金から製造され、ハンガリー国特許第１９
２９１２号公報に説明されているような態様で予め破砕
され、薄い板片から粉砕されたジルコニウム合金を含ん
でいる。

上記ハンガリー特許で述べられた方法の主な特徴は、溶
融し直しガス抜きした溶融合金を石英ホッパーを介して
、冷却された回転シリンダに流し込み１次に溶融合金を
帯または小片に硬化させ。

薄い板片に破砕することにある。この予備生産物は、ア
ルゴンガス流または成分の対応する溶媒のなかで効果的
に粉砕させることができる。

本発明による成分が、ギ酸ニッケルから還元したｌ〜３
μｍの粒径のニッケルを含み、さらにアルミニウムも「
銀顔料」の品質で含まれているのが有利である。

〔実施例〕

以下に本発明の詳細な説明するが１本発明はこれらの実
施例に限定されるものではない。

失産量上 銀顔料の品質のアルミニウム顔料を洗浄によって安定剤
（有機起［）から除去する。洗浄した顔料はすぐに使用
する。すぐに使用できない場合には、保護雰囲気中に保
存する必要がある。これは。

大気中に保存しておくと、粒子の表面に薄い酸化層が生
じ、それによって比較的低温での焼結が阻害されるから
である。洗浄したアルミニウム顔料の成分中で占める量
は３０体積％である。

このアルミニウムに、ギ酸ニッケルから還元した平均粒
度１−３μｍのニッケルを添加する。金属成分中でのア
ルミニウムの量は２０体積％になる。

上記２つの金属に１６質量％のアルミニウム、１質量％
のバナジウム、０．５質量％の鉄、０．１質量％のシリ
コンを添加する。これらの添加物はすべて粉末化された
ジルコニウム合金のなかに含まれている。ジルコニウム
合金は、アルミニウムしか含まれていないかのように鋳
造を好適に行なうことができる。これは、溶融状態にあ
るこの合金が石英をあまり侵食しないからである。これ
に対してゲッター能は少なくとも公知のジルコニウム・
アルミニウム合金のそれに等しい、ハンガリー特許第１
９２９１２号公報にしたがって、上記構成の溶融合金を
予め破砕する。予め破砕された合金を、遊星粉砕機にお
いて、水を含まないベンジンのなかで平均２−５μｍの
粒度に粉砕する。

粉砕物を金属混合物に添加しその後金属混合物をベンジ
ンと混合させる。ベンジンの量は、好適に塗布可能なペ
ーストが得られる程度の量である。

成分の全体積に関しては、６０−７０体積％のベンジン
を必要とする。

前記の材料から以上のようにして得られた成分は、光源
での使用に最も適している。一般に、グローランプの導
電体には少量が刷毛を用いて塗布される。電球が密封さ
れている間に成分から溶媒が蒸発し、金属は導電体に焼
結して、ランプ作動中そこに留まる。

叉旌杷主 実施例１とは異なり、粉砕過程をアルゴン流のなかで行
なう。粉砕機は、直径が２５０−３００ｍのチタンシリ
ンダと、８００−１０００回／分で回転する衝撃棒とを
備えている。アルゴン流は、粒径が２−５μｍ以上の合
金粒を担持する。

次に本発明の実施態様を列記しておく。

（１）ジルコニウム合金としてジルコニウム・アルミニ
ウム合金が含まれていることを特徴とする請求項ｌに記
載の光源用ゲッター成分。

（２）ジルコニウム合金として、アルミニウム、バナジ
ウム、鉄、シリコンを含んでいる粒径２−５μｍのジル
コニウム合金が含まれていることを特徴とする請求項１
または上記第１項に記載の光源用ゲッター成分。

（３）ジルコニウム合金として、溶融し直されガス抜き
した溶融合金を急激に冷却し且つ予め破砕することによ
って得た粉砕物を使用することを特徴とする請求項１、
上記第１項、第２項のいずれか１つに記載の光源用ゲッ
ター成分。

（４）ニッケル成分として、ギ酸ニッケルから還元した
粒径１−３μｍの材料が含まれていることを特徴とする
請求項１または上記第１項から第３項までのいずれか１
つに記載の光源用ゲッター成分。

（５）アルミニウム成分として、銀顔料の品質の顔料を
使用することを特徴とする請求項１または上記第１項か
ら第４項までのいずれか１つに記載の光源用ゲッター成
分。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ゲッター作用を有する微粉状の金属と、同様に微
   粉状の他の付属金属と、担持物質とを有している光源用
   ゲッター成分において、 担持物質が２０−８０体積％の揮発性の溶媒から成り、
   金属成分が、金属の総量に関して、３０−７０質量％の
   ジルコニウム合金と１５−３５質量％のニッケルから成
   り、残量として薄層構造のアルミニウムが含まれている
   ことを特徴とする光源用ゲッター成分。