JPH0684498A - 紫外線照射用低圧水銀蒸気放電灯 - Google Patents
紫外線照射用低圧水銀蒸気放電灯Info
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- JPH0684498A JPH0684498A JP23592292A JP23592292A JPH0684498A JP H0684498 A JPH0684498 A JP H0684498A JP 23592292 A JP23592292 A JP 23592292A JP 23592292 A JP23592292 A JP 23592292A JP H0684498 A JPH0684498 A JP H0684498A
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- Japan
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- mercury vapor
- pressure mercury
- discharge lamp
- metal oxide
- ultraviolet
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- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】短時間に紫外線透過率が低下するのを防止し、
長期に亘り多量の紫外線放出が可能となる紫外線照射用
低圧水銀蒸気放電灯を提供する。 【構成】石英ガラスよりなる発光管１の両端に電極３、
４を封装するとともに、この発光管内に水銀および希ガ
スを封入した低圧水銀蒸気放電灯において、発光管の内
面に酸化アルミニウム、酸化マグネシウムおよび希土類
金属酸化物の少なくとも１種からなる金属酸化物の溶融
層または被膜５を形成した。 【作用】発光管の内面に金属酸化物の溶融層または被膜
を形成したから、水銀が石英ガラスに侵入するのをこの
酸化物が阻止し、石英ガラスの変質を防止する。このた
め石英ガラスの紫外線透過率を高く維持する。
長期に亘り多量の紫外線放出が可能となる紫外線照射用
低圧水銀蒸気放電灯を提供する。 【構成】石英ガラスよりなる発光管１の両端に電極３、
４を封装するとともに、この発光管内に水銀および希ガ
スを封入した低圧水銀蒸気放電灯において、発光管の内
面に酸化アルミニウム、酸化マグネシウムおよび希土類
金属酸化物の少なくとも１種からなる金属酸化物の溶融
層または被膜５を形成した。 【作用】発光管の内面に金属酸化物の溶融層または被膜
を形成したから、水銀が石英ガラスに侵入するのをこの
酸化物が阻止し、石英ガラスの変質を防止する。このた
め石英ガラスの紫外線透過率を高く維持する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、紫外線による光化学反
応の光源等に使用される紫外線照射用低圧水銀蒸気放電
灯に関する。
応の光源等に使用される紫外線照射用低圧水銀蒸気放電
灯に関する。
【０００２】
【従来の技術】紫外線を用いた光化学反応は広い分野で
採用されており、例えば、水の浄化や減菌処理、食肉の
殺菌処理、あるいはＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐ
ｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によるＳｉ薄膜の合成、
レジストの光硬化および光アッシングあるいは光洗浄等
を始めとする半導体製造関連などにおいて広く普及しつ
つある。この種の紫外線を効率よく照射する光源として
低圧水銀蒸気放電灯が用いられている。
採用されており、例えば、水の浄化や減菌処理、食肉の
殺菌処理、あるいはＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐ
ｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によるＳｉ薄膜の合成、
レジストの光硬化および光アッシングあるいは光洗浄等
を始めとする半導体製造関連などにおいて広く普及しつ
つある。この種の紫外線を効率よく照射する光源として
低圧水銀蒸気放電灯が用いられている。
【０００３】低圧水銀蒸気放電灯は、紫外線の透過性に
優れた石英ガラスよりなる発光管の両端に電極を封装す
るとともに、この発光管内に水銀および希ガスを封入
し、この水銀蒸気を低圧状態で放電させることにより、
水銀の共鳴線である１８５nm、および２５４nmを主体と
する短波長紫外線を効率よく放射するランプである。
優れた石英ガラスよりなる発光管の両端に電極を封装す
るとともに、この発光管内に水銀および希ガスを封入
し、この水銀蒸気を低圧状態で放電させることにより、
水銀の共鳴線である１８５nm、および２５４nmを主体と
する短波長紫外線を効率よく放射するランプである。
【０００４】この種の低圧水銀蒸気放電灯は、放電現象
や水銀の発光原理が、周知のけい光ランプと全く同様で
あり、当初はけい光ランプの応用として、発光管ガラス
を紫外線透過に優れた石英ガラスに変更し、かつ発光管
の内面にけい光体被膜を形成しない構造とするだけで開
発され、したがって、けい光ランプと同等の負荷、電流
により点灯していた。
や水銀の発光原理が、周知のけい光ランプと全く同様で
あり、当初はけい光ランプの応用として、発光管ガラス
を紫外線透過に優れた石英ガラスに変更し、かつ発光管
の内面にけい光体被膜を形成しない構造とするだけで開
発され、したがって、けい光ランプと同等の負荷、電流
により点灯していた。
【０００５】しかしながら、けい光ランプと同等な入力
定格およびランプ電流で点灯した場合は、入力電力を１
８５nm、および２５４nmの紫外線に変換する効率は高い
が、単位発光長当りの紫外線出力が相対的に少ない不具
合がある。
定格およびランプ電流で点灯した場合は、入力電力を１
８５nm、および２５４nmの紫外線に変換する効率は高い
が、単位発光長当りの紫外線出力が相対的に少ない不具
合がある。
【０００６】最近においては、光化学反応による有機化
学化合物の分解能力を高く求められるようになり、ラン
プの単位発光長当りの紫外線放射量の増大が強く要請さ
れるようになってきた。このような要請に応えるため、
ランプ電流を大きくして放電空間中における電流密度を
上げることにより、紫外線出力を高くした低圧水銀蒸気
放電灯が開発されてきた。けい光ランプの電流密度は通
常０．０５〜０．２０Ａ／cm2 程度であるのに対し、こ
の種のランプでは電流密度を０．５〜１０．０Ａ／cm2
程度とすることにより、入力電力の紫外線変換効率は若
干低下するが、産業界で要請されている高い紫外線出力
を発揮できるようになってきた。
学化合物の分解能力を高く求められるようになり、ラン
プの単位発光長当りの紫外線放射量の増大が強く要請さ
れるようになってきた。このような要請に応えるため、
ランプ電流を大きくして放電空間中における電流密度を
上げることにより、紫外線出力を高くした低圧水銀蒸気
放電灯が開発されてきた。けい光ランプの電流密度は通
常０．０５〜０．２０Ａ／cm2 程度であるのに対し、こ
の種のランプでは電流密度を０．５〜１０．０Ａ／cm2
程度とすることにより、入力電力の紫外線変換効率は若
干低下するが、産業界で要請されている高い紫外線出力
を発揮できるようになってきた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな紫外線出力を高くした低圧水銀蒸気放電灯は、発光
管の管壁温度が、通常のけい光ランプの場合は６０〜８
０℃であるのに対し１５０〜３００℃程度まで上昇し、
比較的短時間に発光管の紫外線透過率が低下する欠点が
ある。紫外線透過率は、ランプの種類のよっても異なる
が、電流密度が１〜２Ａ／cm2 の場合、点灯１００時間
経過後の透過率は３０％も低下する場合がある。
うな紫外線出力を高くした低圧水銀蒸気放電灯は、発光
管の管壁温度が、通常のけい光ランプの場合は６０〜８
０℃であるのに対し１５０〜３００℃程度まで上昇し、
比較的短時間に発光管の紫外線透過率が低下する欠点が
ある。紫外線透過率は、ランプの種類のよっても異なる
が、電流密度が１〜２Ａ／cm2 の場合、点灯１００時間
経過後の透過率は３０％も低下する場合がある。
【０００８】この原因について研究したところ、石英ガ
ラスは多くのＯＨ（塩）基をもち、このため石英ガラス
に水銀が吸着、または石英ガラスに水銀が侵入して石英
ガラスが変質するものと推測される。つまり、石英ガラ
スの成分は、殆どがＳｉＯ2であるが、微量のＮａやＬ
ｉなどの不純物を含んでおり、これら不純物は温度が高
くなり加えて紫外線を受けると、Ｓｉとの結び付きが切
れ、結晶構造に欠陥が生じる。このような結晶の欠陥部
に上記ＯＨ基で吸着された水銀が侵入し、石英ガラスを
変質させる。このような変質が紫外線の透過を阻害する
ものと考えられる。
ラスは多くのＯＨ（塩）基をもち、このため石英ガラス
に水銀が吸着、または石英ガラスに水銀が侵入して石英
ガラスが変質するものと推測される。つまり、石英ガラ
スの成分は、殆どがＳｉＯ2であるが、微量のＮａやＬ
ｉなどの不純物を含んでおり、これら不純物は温度が高
くなり加えて紫外線を受けると、Ｓｉとの結び付きが切
れ、結晶構造に欠陥が生じる。このような結晶の欠陥部
に上記ＯＨ基で吸着された水銀が侵入し、石英ガラスを
変質させる。このような変質が紫外線の透過を阻害する
ものと考えられる。
【０００９】そして、この種のランプは、入力のうちの
約３０％が水銀の２５４nmの紫外線に変換されるととも
に、約１％が水銀の１８５nmの紫外線に変換されること
が判かっている。つまり、１００Ｗのランプであれば、
３０Ｗ分が２５４nmの紫外線に変換されるとともに、約
１Ｗが１８５nmの紫外線に変換されるということであ
り、紫外線の変換効率は良好である。
約３０％が水銀の２５４nmの紫外線に変換されるととも
に、約１％が水銀の１８５nmの紫外線に変換されること
が判かっている。つまり、１００Ｗのランプであれば、
３０Ｗ分が２５４nmの紫外線に変換されるとともに、約
１Ｗが１８５nmの紫外線に変換されるということであ
り、紫外線の変換効率は良好である。
【００１０】しかし、上記ソーラリゼーションにより主
として２５４nmの紫外線の透過が大幅に妨げられるよう
になり、点灯１００時間では紫外線透過率が７０％程度
に低下する。
として２５４nmの紫外線の透過が大幅に妨げられるよう
になり、点灯１００時間では紫外線透過率が７０％程度
に低下する。
【００１１】本発明はこのような事情にもとづきなされ
たもので、その目的とするのは、短時間に紫外線透過率
が低下するのを防止し、長期に亘り多量の紫外線放出が
可能となる紫外線照射用低圧水銀蒸気放電灯を提供しよ
うとするものである。
たもので、その目的とするのは、短時間に紫外線透過率
が低下するのを防止し、長期に亘り多量の紫外線放出が
可能となる紫外線照射用低圧水銀蒸気放電灯を提供しよ
うとするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、石英ガラスよりなる発光管の両端に電極を
封装するとともに、この発光管内に水銀および希ガスを
封入し、上記水銀蒸気の発光スペクトルである紫外線を
放射するようにした低圧水銀蒸気放電灯において、上記
発光管の内面に酸化アルミニウム、酸化マグネシウムお
よび希土類金属酸化物の少なくとも１種からなる金属酸
化物の溶融層または被膜を形成したことを特徴とする。
成するため、石英ガラスよりなる発光管の両端に電極を
封装するとともに、この発光管内に水銀および希ガスを
封入し、上記水銀蒸気の発光スペクトルである紫外線を
放射するようにした低圧水銀蒸気放電灯において、上記
発光管の内面に酸化アルミニウム、酸化マグネシウムお
よび希土類金属酸化物の少なくとも１種からなる金属酸
化物の溶融層または被膜を形成したことを特徴とする。
【００１３】
【作用】本発明によれば、発光管の内面に、酸化アルミ
ニウム、酸化マグネシウムおよび希土類金属酸化物の少
なくとも１種からなる金属酸化物の溶融層または被膜を
形成したことにより、水銀が石英ガラスに侵入するのを
この酸化物が阻止し、石英ガラスの変質を防止する。こ
のため石英ガラスの紫外線透過率を高く維持することが
できる。
ニウム、酸化マグネシウムおよび希土類金属酸化物の少
なくとも１種からなる金属酸化物の溶融層または被膜を
形成したことにより、水銀が石英ガラスに侵入するのを
この酸化物が阻止し、石英ガラスの変質を防止する。こ
のため石英ガラスの紫外線透過率を高く維持することが
できる。
【００１４】なお、上記酸化物は１８５nmの紫外線の透
過を若干低下させる性質があるが、１８５nmの紫外線は
入力のうちの約１％程度であるから、この紫外線の出力
が低下しても全体の紫外線放出量にはたいして影響がな
い。
過を若干低下させる性質があるが、１８５nmの紫外線は
入力のうちの約１％程度であるから、この紫外線の出力
が低下しても全体の紫外線放出量にはたいして影響がな
い。
【００１５】
【実施例】以下本発明について、図面に示す一実施例に
もとづき説明する。
もとづき説明する。
【００１６】図１において１は低圧水銀蒸気放電灯の発
光管であり、この発光管１は内径２４．５mm、電極間距
離が１０００mmとした直管形の合成石英ガラスにより形
成されている。
光管であり、この発光管１は内径２４．５mm、電極間距
離が１０００mmとした直管形の合成石英ガラスにより形
成されている。
【００１７】発光管１の端部はそれぞれステム２、２に
より閉塞されており、これらステム２、２にはそれぞれ
陽極３と陰極４が取着されている。各陽極３はそれぞれ
陰極４よりも放電空間側の前方に位置するように配置さ
れている。なお、陽極３は円形コイルまたは円筒あるい
は環状板により形成されている。この発光管１には、例
えば２０mgの水銀と、０．０５〜０．８torrのアルゴン
ガスが封入されている。
より閉塞されており、これらステム２、２にはそれぞれ
陽極３と陰極４が取着されている。各陽極３はそれぞれ
陰極４よりも放電空間側の前方に位置するように配置さ
れている。なお、陽極３は円形コイルまたは円筒あるい
は環状板により形成されている。この発光管１には、例
えば２０mgの水銀と、０．０５〜０．８torrのアルゴン
ガスが封入されている。
【００１８】この発光管１の内面には、金属酸化物の溶
融層または被膜５が形成されている。金属酸化物は、例
えば酸化アルミニウムＡｌ2 Ｏ3 、酸化マグネシウムＭ
ｇＯおよび、酸化イットリウムＹ2 Ｏ3 、酸化ジスプロ
シウムＤｙ2 Ｏ3 などの希土類金属酸化物の少なくとも
１種からなる。
融層または被膜５が形成されている。金属酸化物は、例
えば酸化アルミニウムＡｌ2 Ｏ3 、酸化マグネシウムＭ
ｇＯおよび、酸化イットリウムＹ2 Ｏ3 、酸化ジスプロ
シウムＤｙ2 Ｏ3 などの希土類金属酸化物の少なくとも
１種からなる。
【００１９】なお、上記金属酸化物は、平均粒径が０．
００５〜１．０μｍの粉末が使用されており、発光管の
内面に０．０１〜０．１０mg／cm2 の塗布量で塗布さ
れ、これを加熱して発光管１の内面に溶かし込んで金属
酸化物の溶融層を作る。または、平均粒径が０．００５
〜１００μｍの粉末を０．０１〜０．１０mg／cm2 で塗
布し、これを乾燥して塗布膜を作ってある。
００５〜１．０μｍの粉末が使用されており、発光管の
内面に０．０１〜０．１０mg／cm2 の塗布量で塗布さ
れ、これを加熱して発光管１の内面に溶かし込んで金属
酸化物の溶融層を作る。または、平均粒径が０．００５
〜１００μｍの粉末を０．０１〜０．１０mg／cm2 で塗
布し、これを乾燥して塗布膜を作ってある。
【００２０】そして、このような低圧水銀蒸気放電灯
は、放電空間の電流密度が０．５〜１０Ａ／cm2 の範囲
で点灯されるようになっており、具体的にはランプ電流
１５Ａで、電流密度は３．１８Ａ／cm2 程度とされてい
る。このような構成による低圧水銀蒸気放電灯は、例え
ば商用周波数、または３３Ｈｚの矩形波により点灯され
る。
は、放電空間の電流密度が０．５〜１０Ａ／cm2 の範囲
で点灯されるようになっており、具体的にはランプ電流
１５Ａで、電流密度は３．１８Ａ／cm2 程度とされてい
る。このような構成による低圧水銀蒸気放電灯は、例え
ば商用周波数、または３３Ｈｚの矩形波により点灯され
る。
【００２１】この場合、陰極４、４は常に発熱して熱電
子を放出する熱陰極となっており、一端側の陽極３と他
端側の陰極４との間に半波電流が流されてこれらの間で
放電が生じ、次の半波電流により一端側の陰極４と他端
側の陽極３との間に逆放電が発生する。このように極性
の反転毎に各陽極３と陰極４が交互に放電を繰り返して
点灯を継続する。このような放電により水銀蒸気が低圧
状態で励起され、このため水銀の共鳴線１８５nmおよび
２５４nmを始めとする短波長紫外線領域の光を放射す
る。
子を放出する熱陰極となっており、一端側の陽極３と他
端側の陰極４との間に半波電流が流されてこれらの間で
放電が生じ、次の半波電流により一端側の陰極４と他端
側の陽極３との間に逆放電が発生する。このように極性
の反転毎に各陽極３と陰極４が交互に放電を繰り返して
点灯を継続する。このような放電により水銀蒸気が低圧
状態で励起され、このため水銀の共鳴線１８５nmおよび
２５４nmを始めとする短波長紫外線領域の光を放射す
る。
【００２２】そして、紫外線の放射量を増すため発光管
１の単位断面積当りの電流密度を０．５〜１０Ａ／cm2
の範囲に高くしたので電流密度が高くなり、紫外線の放
射強度が強くなる。
１の単位断面積当りの電流密度を０．５〜１０Ａ／cm2
の範囲に高くしたので電流密度が高くなり、紫外線の放
射強度が強くなる。
【００２３】そして、発光管１の内面に金属酸化物の溶
融層または被膜５を設けたので、水銀が石英ガラスに触
れるのが阻止され、よって石英ガラスの劣化が防止さ
れ、紫外線透過率の低下が防止される。
融層または被膜５を設けたので、水銀が石英ガラスに触
れるのが阻止され、よって石英ガラスの劣化が防止さ
れ、紫外線透過率の低下が防止される。
【００２４】すなわち、先に説明した通り、石英ガラス
は水銀の吸着または侵入のために変質する。この場合、
石英ガラスは多くのＯＨ（塩）基をもち、このＯＨ基は
水銀との吸着性が強い。そしてまた石英ガラスの成分
は、殆どがＳｉＯ2 であるが、微量のＮａやＬｉなどの
不純物を含んでおり、これら不純物は温度が高くなりし
かも紫外線を受けるとＳｉとの結合が切れ、結晶構造に
欠陥が生じる。このような結晶の欠陥部に上記ＯＨ基で
吸着された水銀が侵入し、石英ガラスを変質させる。こ
のような変質が紫外線の透過を阻害するものと考えられ
る。
は水銀の吸着または侵入のために変質する。この場合、
石英ガラスは多くのＯＨ（塩）基をもち、このＯＨ基は
水銀との吸着性が強い。そしてまた石英ガラスの成分
は、殆どがＳｉＯ2 であるが、微量のＮａやＬｉなどの
不純物を含んでおり、これら不純物は温度が高くなりし
かも紫外線を受けるとＳｉとの結合が切れ、結晶構造に
欠陥が生じる。このような結晶の欠陥部に上記ＯＨ基で
吸着された水銀が侵入し、石英ガラスを変質させる。こ
のような変質が紫外線の透過を阻害するものと考えられ
る。
【００２５】したがって、石英ガラスの表面を金属酸化
物の層または被膜５で覆うと、水銀が石英ガラスに触れ
るのが阻止され、よって水銀が石英ガラスの欠陥格子に
侵入するのが防止され、石英ガラスの変質が防止される
ので紫外線透過率の低下が防止される。このため、大量
の紫外線を長期に亘り放射することができ、各種の光化
学反応用光源として有効になる。以下、具体例を説明す
る。 具体例１
物の層または被膜５で覆うと、水銀が石英ガラスに触れ
るのが阻止され、よって水銀が石英ガラスの欠陥格子に
侵入するのが防止され、石英ガラスの変質が防止される
ので紫外線透過率の低下が防止される。このため、大量
の紫外線を長期に亘り放射することができ、各種の光化
学反応用光源として有効になる。以下、具体例を説明す
る。 具体例１
【００２６】内径２４．５mmの石英ガラスからなる発光
管１の内面に、酸化アルミニウムＡｌ2 Ｏ3 の塗布膜５
を形成した。この場合、Ａｌ2 Ｏ3 は平均粒径が０．１
μｍの粉末とし、これを純水またはニトロセルローズ等
のバインダーに１０％溶かして懸濁液を作り、この液を
石英ガラスからなる発光管１の内面に塗布した。これを
１時間程度自然乾燥した後、８００℃で２時間程度加熱
し、石英ガラスの内面にＡｌ2 Ｏ3 の被膜５を形成し
た。
管１の内面に、酸化アルミニウムＡｌ2 Ｏ3 の塗布膜５
を形成した。この場合、Ａｌ2 Ｏ3 は平均粒径が０．１
μｍの粉末とし、これを純水またはニトロセルローズ等
のバインダーに１０％溶かして懸濁液を作り、この液を
石英ガラスからなる発光管１の内面に塗布した。これを
１時間程度自然乾燥した後、８００℃で２時間程度加熱
し、石英ガラスの内面にＡｌ2 Ｏ3 の被膜５を形成し
た。
【００２７】このような発光管１をもつランプを点灯試
験したところ、点灯１００時間経過したときの紫外線透
過率は、初期の値に対し９５％に維持することができ、
本発明に係わるランプの紫外線透過率は高くなることが
確認された。
験したところ、点灯１００時間経過したときの紫外線透
過率は、初期の値に対し９５％に維持することができ、
本発明に係わるランプの紫外線透過率は高くなることが
確認された。
【００２８】なお、この場合、酸化アルミニウムＡｌ2
Ｏ3 に代わって、酸化マグネシウムＭｇＯおよび、酸化
イットリウムＹ2 Ｏ3 、酸化ジスプロシウムＤｙ2 Ｏ3
などの希土類金属酸化物でも同様の効果が認められ、ま
たこれらを２種以上混合しても同様の効果が得られるこ
とが確認されている。
Ｏ3 に代わって、酸化マグネシウムＭｇＯおよび、酸化
イットリウムＹ2 Ｏ3 、酸化ジスプロシウムＤｙ2 Ｏ3
などの希土類金属酸化物でも同様の効果が認められ、ま
たこれらを２種以上混合しても同様の効果が得られるこ
とが確認されている。
【００２９】なお、この場合の金属酸化物の粒径は０．
００５〜１００μｍがよく、またこの金属酸化物は、発
光管の内面に０．０１〜０．１０mg／cm2 の塗布量で塗
布されることが望まれる。これらの数値は本発明者らの
実験により確かめられたもので、その実験結果を図２な
いし図４に示す。
００５〜１００μｍがよく、またこの金属酸化物は、発
光管の内面に０．０１〜０．１０mg／cm2 の塗布量で塗
布されることが望まれる。これらの数値は本発明者らの
実験により確かめられたもので、その実験結果を図２な
いし図４に示す。
【００３０】図２は、点灯当初のランプの紫外線透過率
が９０％以上になるような金属酸化物の粒径、および塗
布量を示す。この図から、金属酸化物の粒径は１．０μ
ｍ以下であり、塗布量は０．１０mg／cm2 以下でなけれ
ばならないことが判る。すなわち、塗布量が多すぎる
と、金属酸化物の被膜５により紫外線を吸収するように
なり、当初の紫外線透過率が低下する。特に、２５４nm
の紫外線の吸収率が増し、全体の紫外線放射量が少なく
なる。
が９０％以上になるような金属酸化物の粒径、および塗
布量を示す。この図から、金属酸化物の粒径は１．０μ
ｍ以下であり、塗布量は０．１０mg／cm2 以下でなけれ
ばならないことが判る。すなわち、塗布量が多すぎる
と、金属酸化物の被膜５により紫外線を吸収するように
なり、当初の紫外線透過率が低下する。特に、２５４nm
の紫外線の吸収率が増し、全体の紫外線放射量が少なく
なる。
【００３１】また、図３は、点灯１００時間後における
ランプの紫外線透過率が８０％以上になるような金属酸
化物の粒径、および塗布量を示す。この図から、金属酸
化物の粒径は１．０μｍ以下であり、塗布量は０．０１
mg／cm2 以上でなければならないことが判る。つまり、
塗布量が０．０１mg／cm2 未満であると、金属酸化物の
被膜５が水銀を遮断して石英ガラスに接触させないよう
にする機能が期待できず、金属酸化物の被膜５を設ける
ために当初の目的が達成できない。
ランプの紫外線透過率が８０％以上になるような金属酸
化物の粒径、および塗布量を示す。この図から、金属酸
化物の粒径は１．０μｍ以下であり、塗布量は０．０１
mg／cm2 以上でなければならないことが判る。つまり、
塗布量が０．０１mg／cm2 未満であると、金属酸化物の
被膜５が水銀を遮断して石英ガラスに接触させないよう
にする機能が期待できず、金属酸化物の被膜５を設ける
ために当初の目的が達成できない。
【００３２】また、金属酸化物の粒径は、小さければ小
さい程好ましいが、実際に０．００５μｍ以下の大きさ
の金属酸化物粉末は入手困難であるから、下限は０．０
０５μｍとする。 具体例２
さい程好ましいが、実際に０．００５μｍ以下の大きさ
の金属酸化物粉末は入手困難であるから、下限は０．０
０５μｍとする。 具体例２
【００３３】内径２４．５mmの石英ガラスからなる発光
管１の内面に、酸化アルミニウムＡｌ2 Ｏ3 の溶融層５
を形成した。この場合もＡｌ2 Ｏ3 は平均粒径が０．１
μｍの粉末とし、これを純水またはニトロセルローズ等
のバインダーに１０％溶融して懸濁液を作り、この液を
石英ガラスからなる発光管１の内面に塗布した。これを
１時間程度自然乾燥した後、１８００℃に加熱し、Ａｌ
2 Ｏ3 粉末を石英ガラスの内面に溶け込ませ、これによ
り金属酸化物の溶融層５を形成した。
管１の内面に、酸化アルミニウムＡｌ2 Ｏ3 の溶融層５
を形成した。この場合もＡｌ2 Ｏ3 は平均粒径が０．１
μｍの粉末とし、これを純水またはニトロセルローズ等
のバインダーに１０％溶融して懸濁液を作り、この液を
石英ガラスからなる発光管１の内面に塗布した。これを
１時間程度自然乾燥した後、１８００℃に加熱し、Ａｌ
2 Ｏ3 粉末を石英ガラスの内面に溶け込ませ、これによ
り金属酸化物の溶融層５を形成した。
【００３４】このような発光管１をもつランプを点灯試
験したところ、点灯１００時間経過したときの紫外線透
過率は、初期の値に対し９０％に維持することができ
た。金属酸化物の溶融層５を形成しない従来のランプ
は、点灯１００時間経過後の紫外線透過率が７０％まで
低下する。よって、上記本発明に係わるランプは紫外線
透過率を高く維持できることが確認される。
験したところ、点灯１００時間経過したときの紫外線透
過率は、初期の値に対し９０％に維持することができ
た。金属酸化物の溶融層５を形成しない従来のランプ
は、点灯１００時間経過後の紫外線透過率が７０％まで
低下する。よって、上記本発明に係わるランプは紫外線
透過率を高く維持できることが確認される。
【００３５】なお、酸化アルミニウムＡｌ2 Ｏ3 に代わ
って、酸化マグネシウムＭｇＯおよび、酸化イットリウ
ムＹ2 Ｏ3 、酸化ジスプロシウムＤｙ2 Ｏ3 などの希土
類金属酸化物でも同様の効果が認められ、またこれらを
２種以上混合しても同様の効果が得られることが確認さ
れている。
って、酸化マグネシウムＭｇＯおよび、酸化イットリウ
ムＹ2 Ｏ3 、酸化ジスプロシウムＤｙ2 Ｏ3 などの希土
類金属酸化物でも同様の効果が認められ、またこれらを
２種以上混合しても同様の効果が得られることが確認さ
れている。
【００３６】なお、この場合の金属酸化物の粒径は０．
００５〜１．０μｍがよく、またこの金属酸化物は、発
光管の内面に０．０１〜０．１０mg／cm2 の塗布量で塗
布されることが望まれる。粒径が０．００５未満は入手
が困難であり、１００μｍを超えると石英に溶け込まな
い。
００５〜１．０μｍがよく、またこの金属酸化物は、発
光管の内面に０．０１〜０．１０mg／cm2 の塗布量で塗
布されることが望まれる。粒径が０．００５未満は入手
が困難であり、１００μｍを超えると石英に溶け込まな
い。
【００３７】なお、上記のような金属酸化物は、若干紫
外線を吸収する性質があり、特に１８５nmの紫外線を吸
収する性質が強い。しかしながら、前記した通り、この
種の紫外線照射用低圧水銀蒸気放電灯は、入力電力のう
ちの約３０％が２５４nmの紫外線に変換され、また約１
％が１８５nmの紫外線に変換されるものであり、１８５
nmの紫外線が上記金属酸化物に吸収されたとしても、全
体の紫外線量の１／３０程度ですみ、３％程度の減少で
すむ。このような紫外線量の減少に比べて、点灯時間の
経過に伴う紫外線透過率の大幅な低下が防止されること
の方がランプ全体の特性から判断して有効であり、紫外
線放射量が低下しても金属酸化物の層または被膜５を設
けることにより透過率の低下を防止することが望まし
い。なお、本発明は上記実施例に制約されるものではな
い。
外線を吸収する性質があり、特に１８５nmの紫外線を吸
収する性質が強い。しかしながら、前記した通り、この
種の紫外線照射用低圧水銀蒸気放電灯は、入力電力のう
ちの約３０％が２５４nmの紫外線に変換され、また約１
％が１８５nmの紫外線に変換されるものであり、１８５
nmの紫外線が上記金属酸化物に吸収されたとしても、全
体の紫外線量の１／３０程度ですみ、３％程度の減少で
すむ。このような紫外線量の減少に比べて、点灯時間の
経過に伴う紫外線透過率の大幅な低下が防止されること
の方がランプ全体の特性から判断して有効であり、紫外
線放射量が低下しても金属酸化物の層または被膜５を設
けることにより透過率の低下を防止することが望まし
い。なお、本発明は上記実施例に制約されるものではな
い。
【００３８】すなわち、上記実施例では、発光管の両端
部にそれぞれ陽極と陰極を封装し、一端側の陽極と他端
側の陰極との間、および一端側の陰極と他端側の陽極と
の間で交互に放電させるようにした低圧放電灯について
説明したが、本発明はこれに限らず、例えば通常の放電
灯のように両端にそれぞれ陰極を配置した放電灯であっ
ても適用可能である。また。発光管の形状は直管形に限
らず、Ｕ字形やＷ字形などの屈曲形状にしてもよい。
部にそれぞれ陽極と陰極を封装し、一端側の陽極と他端
側の陰極との間、および一端側の陰極と他端側の陽極と
の間で交互に放電させるようにした低圧放電灯について
説明したが、本発明はこれに限らず、例えば通常の放電
灯のように両端にそれぞれ陰極を配置した放電灯であっ
ても適用可能である。また。発光管の形状は直管形に限
らず、Ｕ字形やＷ字形などの屈曲形状にしてもよい。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によると、発
光管の内面に、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムお
よび希土類金属酸化物の少なくとも１種からなる金属酸
化物の溶融層または被膜を形成したから、水銀が石英ガ
ラスに侵入するのをこの酸化物が阻止し、石英ガラスの
変質を防止することができる。このため紫外線の透過率
を高く維持することがで、寿命特性が向上する。
光管の内面に、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムお
よび希土類金属酸化物の少なくとも１種からなる金属酸
化物の溶融層または被膜を形成したから、水銀が石英ガ
ラスに侵入するのをこの酸化物が阻止し、石英ガラスの
変質を防止することができる。このため紫外線の透過率
を高く維持することがで、寿命特性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す低圧水銀蒸気放電灯の
構成図。
構成図。
【図２】点灯当初の紫外線透過率が９０％以上になる金
属酸化物の粒径と塗布量との関係を示す図。
属酸化物の粒径と塗布量との関係を示す図。
【図３】点灯１００時間後の紫外線透過率が８０％以上
になる金属酸化物の粒径と塗布量との関係を示す図。
になる金属酸化物の粒径と塗布量との関係を示す図。
１…発光管、２…ステム、３…陽極、４…陰極、５…金
属酸化物の層または被膜。
属酸化物の層または被膜。
Claims (5)
- 【請求項１】 石英ガラスよりなる発光管の両端に電極
を封装するとともに、この発光管内に水銀および希ガス
を封入し、上記水銀蒸気の発光スペクトルである紫外線
を放射するようにした低圧水銀蒸気放電灯において、 上記発光管の内面に、酸化アルミニウム、酸化マグネシ
ウムおよび希土類金属酸化物の少なくとも１種からなる
金属酸化物の溶融層または被膜を形成したことを特徴と
する紫外線照射用低圧水銀蒸気放電灯。 - 【請求項２】 上記低圧水銀蒸気放電灯は、放電空間の
電流密度が０．５〜１０Ａ／cm2 の範囲で点灯されるこ
とを特徴とする請求項１に記載の紫外線照射用低圧水銀
蒸気放電灯。 - 【請求項３】 上記溶融層を形成する金属酸化物は、粒
径が０．００５〜１．０μｍの粉末を使用したことを特
徴とする請求項１に記載の紫外線照射用低圧水銀蒸気放
電灯。 - 【請求項４】 上記被膜を形成する金属酸化物は、粒径
が０．００５〜１００μｍの粉末を使用したことを特徴
とする請求項１に記載の紫外線照射用低圧水銀蒸気放電
灯。 - 【請求項５】 上記溶融層または被膜をつくる金属酸化
物はいづれの場合も、発光管の内面に０．０１〜０．１
０mg／cm2 の塗布量で塗布されていることを特徴とする
請求項１に記載の紫外線照射用低圧水銀蒸気放電灯。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23592292A JPH0684498A (ja) | 1992-09-03 | 1992-09-03 | 紫外線照射用低圧水銀蒸気放電灯 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23592292A JPH0684498A (ja) | 1992-09-03 | 1992-09-03 | 紫外線照射用低圧水銀蒸気放電灯 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0684498A true JPH0684498A (ja) | 1994-03-25 |
Family
ID=16993233
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23592292A Pending JPH0684498A (ja) | 1992-09-03 | 1992-09-03 | 紫外線照射用低圧水銀蒸気放電灯 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0684498A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1021880A (ja) * | 1996-07-08 | 1998-01-23 | Toshiba Lighting & Technol Corp | 放電ランプ、照射装置、殺菌装置および水処理装置 |
| JP2002008590A (ja) * | 2000-06-27 | 2002-01-11 | Japan Storage Battery Co Ltd | 放電灯 |
| US6919679B2 (en) | 2001-12-14 | 2005-07-19 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Contaminant getter on UV reflective base coat in fluorescent lamps |
| JP2014093190A (ja) * | 2012-11-02 | 2014-05-19 | Photoscience Japan Corp | 無電極放電紫外線照射装置を用いた液体処理装置 |
| JP2018176068A (ja) * | 2017-04-13 | 2018-11-15 | 株式会社東通研 | 紫外線照射用保護ジャケット |
-
1992
- 1992-09-03 JP JP23592292A patent/JPH0684498A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1021880A (ja) * | 1996-07-08 | 1998-01-23 | Toshiba Lighting & Technol Corp | 放電ランプ、照射装置、殺菌装置および水処理装置 |
| JP2002008590A (ja) * | 2000-06-27 | 2002-01-11 | Japan Storage Battery Co Ltd | 放電灯 |
| US6919679B2 (en) | 2001-12-14 | 2005-07-19 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Contaminant getter on UV reflective base coat in fluorescent lamps |
| JP2014093190A (ja) * | 2012-11-02 | 2014-05-19 | Photoscience Japan Corp | 無電極放電紫外線照射装置を用いた液体処理装置 |
| JP2018176068A (ja) * | 2017-04-13 | 2018-11-15 | 株式会社東通研 | 紫外線照射用保護ジャケット |
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