JPH10214598A - 紫外線ランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガラス管の一部に灰色化が生ずることを抑制
することが可能であると共に、製造時の白色化を防止し
て容易に製造することが可能な紫外線ランプを提供す
る。 【解決手段】 ガラス管内に水銀と希ガスとを封入し、
紫外線を透過する紫外線ランプにおいて、ガラス管の内
壁にネオジウム、プロメチウム、ジスプロシウム、ホル
ミウム、エルビウム、ツリウムの少なくとも１つの元素
の酸化物を含む透明層を設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は紫外線を透過する紫
外線ランプに関し、更に詳しくはランプ寿命を延ばし得
る紫外線ランプに関する。

【０００２】

【従来の技術】今日、所定波長の紫外線を照射して、空
気中、水中、物体表面等の殺菌をする紫外線ランプが広
くしようされている。この紫外線ランプは、点灯時間と
ともに紫外線の放射出力が大きく劣化するために長時間
使用することができない。従って、殺菌効果を維持して
長時間紫外線ランプを点灯するためには、紫外線の放射
出力の劣化が少ない紫外線ランプが必要となる。

【０００３】ここで、ガラス管内に水銀と希ガスとを封
入して放電によって紫外線を照射するランプにあって
は、放電と接触しているガラス管内壁の一部が灰色化す
ることがあり、この灰色化が生ずると光出力の低下を招
き、ランプ寿命が低下してしまう。そこで、前記灰色化
を防止するために、ガラス管の内壁にイットリウム或い
はランタン等の酸化物を含んだ薄い透明層を形成するこ
とが提案されている（特公平４−４４３８５号）。

【０００４】上記のような透明層をガラス管内壁に形成
することにより、透明層を設けない場合に比べて灰色化
の発生を抑制し、長時間にわたって高出力を維持するこ
とが可能となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記イ
ットリウムやランタン等の酸化物を含んだ透明層を形成
する場合、その製造工程においてイットリウムやランタ
ンを含んだ液がガラス管外面に付着すると、このガラス
管の両端に電極（ステム）を溶着する行程で、バーナー
の熱によってガラスが失透し、ガラス管表面が白色化し
てしまう。これは希土類の酸化物がバーナーの加熱によ
って結晶化するためであり、この白色化は前記酸化物の
濃度が高いほど強くなる。

【０００６】このため、上記溶液をガラス管内壁に塗布
するときはガラス管表面に付着しないように十分注意す
る必要がある。

【０００７】本発明は上記課題を解決するものであり、
その目的とするところは、バルブの一部に灰色化が生ず
ることを抑制することが可能であると共に、製造時の白
色化を防止して容易に製造することが可能な紫外線ラン
プを提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る代表的な構成は、バルブ内に水銀と希ガ
スとを封入し、紫外線を透過する紫外線ランプにおい
て、バルブの内壁にネオジウム、プロメチウム、ジスプ
ロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウムの少なく
とも１つの元素の酸化物を含む透明層を設けたことを特
徴とする。

【０００９】上記構成にあっては、ネオジウム等の酸化
物を含む透明層により、バルブ内壁に保護層が形成され
ているために、水銀によるバルブ内壁の腐食を効果的に
防止し、紫外線の放射出力を長時間にわたって低下させ
ることがない。

【００１０】また、前記ネオジウム等はバルブの外面に
付着した場合、これをステムを溶着するために加熱した
としてもバルブを白色化させることが極めて少ない。こ
のため、透明層の形成が容易となり、製造効率を高める
ことができるものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に本発明の一実施形態に係る紫
外線ランプについて、図面を参照して具体的に説明す
る。

【００１２】図１は本発明に係る紫外線ランプの一部断
面模式説明図であり、図２は前記ランプの製造工程を示
す説明図である。

【００１３】本発明に係る紫外線ランプは、図１に示す
ように、バルブであるガラス（バリウム、シリカガラス
等）管１内に水銀とアルゴン等の希ガスとを封入し、電
極２を有するステム３及び口金４を取り付けて構成し、
前記両電極間２に電圧を印加することにより、波長253.
7nm の紫外線を透過する。この紫外線により殺菌効果を
発揮するものである。

【００１４】本発明のランプにあっては、前記ガラス管
１の内壁に透明層５を塗布形成してある。この透明層５
は、ネオジウム（Ｎｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、ジス
プロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム
（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）の少なくとも１つの元素の
酸化物を含むものが好適に用いられ、本実施形態ではネ
オジウム酸化物（Ｎｄ2 Ｏ3 ）を含有した透明層５を形
成してある。

【００１５】紫外線ランプは長時間使用すると、水銀蒸
気によってガラス管１の内壁が腐食し、該部分が灰色化
する。この灰色化した部分では光の透過性が悪くなり、
結果的にランプ寿命が短くなる。これに対し、本実施形
態のようにネオジウム酸化物を含有した透明層５をガラ
ス管内壁に形成してあると、ランプを点灯することによ
り発生するイオン化した水銀がガラスの中に入るのが防
止されて前記腐食が抑制され、紫外線の透過率の低下が
防止される。これにより、長時間の使用に対して紫外線
の出力低下が防止され、結果としてランプ寿命が延びる
ことになる。

【００１６】ここで、前記透明層５を設けないランプ
と、本実施形態に係る透明層５を設けたランプとを用い
て点灯経過時間に対する放射出力の低下を求めた点灯実
験結果を表１に示す。尚、表１の出力はＵＶワットであ
り、カッコ内は100 時間点灯を基準とした相対的な放射
出力の割合を示す。

【００１７】尚、前記実験に使用したランプは、ガラス
管１の長さ436mm 、ガラス管外径25.5、内径24.0mm、大
きさ15Ｗの紫外線ランプを用い、一方のランプにはガラ
ス管内壁に厚さ約10nm〜100nm のネオジウム酸化物（Ｎ
ｄ2 Ｏ3 ）、ジスプロシウム酸化物（Ｄｙ2 Ｏ3 ）、エ
ルビウム酸化物（Ｅｒ2 Ｏ3 ）を含む透明層５を均一に
形成したものを用いた。

【００１８】

【表１】

【００１９】上記表１に示すように、透明層を設けない
ランプにあっては、例えば100 時間点灯時の放射出力に
対して2000時間点灯後の放射出力は75％に低下している
のに対し、本実施形態のようにガラス管１の内壁にネオ
ジウム酸化物を含む透明層５を設けたランプにあっては
90％の低下であり、放射出力の低下が著しく抑制されて
いることがわかる。

【００２０】尚、前記透明層５の厚さは前記のように、
約10nm〜100nm 程度が好ましく、10nmよりも薄いと腐食
防止の効果が薄れ、100nm よりも厚いと塗布した物質に
よってガラス管の表面が白っぽくなってしまう。

【００２１】前記放射出力の低下は前記ネオジウム酸化
物等に限らず、プロメチウム、ホルミウム、ツリウムの
１つの元素の酸化物を含む透明層を設けた場合でも同様
に透明層を設けない場合に比べて放射出力の低下を抑制
するものであった。

【００２２】次に本実施形態に係る紫外線ランプの製造
方法について、図２を参照して説明する。

【００２３】まずガラス管１を洗浄、乾燥した後、ガラ
ス管内壁に硝酸イットリウムの溶液を塗布する。この硝
酸イットリウム溶液は、例えば以下の材料によって作成
する。

【００２４】 硝酸イットリウム六水和物………50ｇ、 メタノール…………………………10ｌ、 乾燥硝化綿…………………………10ｇ、 エチレングリコール………………10cc、

【００２５】前記材料を完全に溶解させ、この溶液をガ
ラス管１の内面に噴射塗布し（図２(a) ）、更に20℃〜
30℃で自然乾燥させた後（図２(b) ）、約600 ℃以上の
温度で焼き付け処理することによってガラス管内壁に硝
酸ネオジウムの分解、酸化膜を形成する（図２(c) ）。

【００２６】前記のようにしてガラス管１の内壁に透明
層５を形成した後は、通常の紫外線ランプを製造する行
程と同様に、電子放射物質を付着させた電極２を取り付
けたステム３を構成し、このステム３をガラス管１の両
端にバーナー６等によって加熱融着してガラス管１を封
止する（図２(d) ）。そして、排気細管（図示せず）か
ら真空ポンプ等によって管内の空気等を吸い出すと共に
（図２(e) ）、紫外線を出すためのわずかの水銀とアル
ゴン等の希ガスを封入した後、排気細管をチップオフし
（図２(f) ）、最後にガラス管１の両端に接着剤を詰め
た口金４を取り付けてガラス管内壁に透明層５を形成し
た紫外線ランプを完成する（図２(g) ）。

【００２７】前記製造工程において、透明層５を形成す
るために、前記溶液をガラス管１の内壁に塗布する過程
で該溶液をガラス管表面に付着させてしまったとして
も、これをバーナーで加熱したときに、ガラス管の白化
は生じない。これは、従来使用されているイットリウム
等に比べて融点が低いためと考えられる。このために、
溶液の塗布を容易に行うことができる。尚、前記白化防
止効果は他のプロメチウム、ジスプロシウム、ホルミウ
ム、エルビウム、ツリウムの酸化物で透明層を形成する
場合も同様である。

【００２８】また、前記製造工程において、ガラス管１
の内壁に透明層５を形成するに際し、無機化合物（硝酸
イットリウム六水和物）を用いているために、有機金属
化合物（例えばイットリウムアセチルアセトネート等）
を使用した場合に比べ、安価に製造することができる。

【００２９】また溶剤もメタノールを使用することによ
り、例えばエチレングリコールモノエチルエーテル等の
有機溶剤を用いる場合よりも安価であると共に、融点が
低いために容易に乾燥し、且つ加熱時に容易に分解する
利点がある。

【００３０】

【発明の効果】本発明は前述のように構成したために、
ネオジウム等の酸化物を含む透明層により、バルブ内壁
に保護層を形成するようにしたために、水銀によるバル
ブ内壁の腐食を効果的に防止し、紫外線の放射出力を長
時間にわたって低下させることがない。

【００３１】また、前記ネオジウム等はバルブの外面に
付着した場合、これをステムを溶着するために加熱した
としてもバルブを白色化させることが極めて少ない。こ
のため、透明層の形成が容易となり、製造効率を高める
ことができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る紫外線ランプの一部断面模式説明
図である。

【図２】前記ランプの製造工程を示す説明図である。

【符号の説明】

１ …ガラス管 ２ …電極 ３ …ステム ４ …口金 ５ …透明層 ６ …バーナー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バルブ内に水銀と希ガスとを封入し、紫
   外線を透過する紫外線ランプにおいて、 バルブの内壁にネオジウム、プロメチウム、ジスプロシ
   ウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウムの少なくとも
   １つの元素の酸化物を含む透明層を設けたことを特徴と
   する紫外線ランプ。