JPS5920961A - 低圧水銀蒸気放電灯 - 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】 本発明は、放電灯の作動中放電力濫存在し水銀と希ガス
とを入れたガラス放電外被を具え、放電外被の内壁面の
少なくとも一部□に、放電の影響に耐える薄い少なくと
も略々均質で連続的の透明層を設けた低圧水銀蒸気放電
灯に関するものである。

放電と接触している放電外被の内壁の一部のグし・イイ
ングすなわち灰色化を防止するため低圧水・銀蒸気放電
灯に手段をとることは知られている。

そのような灰色化は、水銀とガラスとの相互作用に基ず
くもので、望ましくｌく、この灰色化が、例えば、暗い
しみ及び点の形で不規則に起こるという事実に特に基す
いて、単に光出刃の減小を引き起こすばかりでなく又放
電灯のきたない外観をももたらす。

放電外被のガラス内壁の灰色化を防止するため、例えば
、二酸化チタン又は二酸化ジルコニウムの薄い略々均質
で連続的の透明層を放電外被の内壁に設けることが米国
特許第３，３７７、’４９４号明細書に提案されている
。

多数の小さな粒子から構成されかつ水銀とガラス壁との
間に相互作用がそれにも拘らず起こるのを防止するため
比較的厚くすべきである＜ｍ化アルミニウム又は二酸化
珪素のような）耐火性のある金属酸化物から成る顆粒状
の保護層に対比して、前述の米国特許明細書による放電
灯においては、ガラス壁と水銀放電との間の直接の接触
が、薄くて均質で連続的の透明層の存在によって避けら
れている。

前記の特許明細書によれば、この透明層の存在により、
放電外被には比較的薄い発−１層を用いれば十分であり
、その結果透明の保護層を設けない放電灯と比較して所
要量の発光材料の可成りの節約ができる。

二酸化チタンを含む透明層において殊に、約３５０　ｎ
ｍの波長を有する紫外放射が可成りの程度まで吸収され
ることが見出された。さらに、３５４ｎｍの波長を有す
る水銀の共振放射でも略々完全に吸収されることが見出
された。これは、前記の３５４ｎｍの波長の放射を実質
上専ら放出する放電灯においてこの層を用いることでは
、％に不利である。そのような放電灯の例は、殺菌灯、
及び日光浴治療装置用に向けられた放電灯のような、比
較的長波長の紫外放射を放出する放電灯である。

本発明の目的は、放電外被のガラス壁の灰色化及び変色
′ｆＩ：Ｒ小限に制限する放電灯を提供し、放電灯の光
すなわち放射出力を放電灯の寿命中可能’ｆｘ　最高レ
ベルに維持するこトチある。

本発明によれば、冒頭の段落に記述した種類の低圧水銀
蒸気放電灯はそれ故、透明層が、イツトリウム、スカン
ジウム、ランタン、ガドリニウム、イッテルビウム及び
ルテチウムから成る群の少なくとも１種の元素の酸化物
を含むことを特徴とする。

前述の酸化物を、放電外被のガラス壁に非常に薄い連続
した均質の透明層として簡単に塗布する？ ことができる。これは、例えば、有機溶剤の（アセチル
アセトネートのような）適当な有機金属化合物溶液を用
いて放電外被奢ゆすぐことによってもたらされ、乾燥及
び焼結後に所望の層が得られる。これに代わって、〔空
気のような〕担体ガスによって金属化合物を放電外被中
に導入する一万、加熱しかつ放電外被壁に堆積きせる方
法によって、この層を被着させることができる。前述の
酸化物層が、低圧水銀蒸気放電灯の放電外被中の水銀及
び希ガスを含んだ雰囲気の作用に対し高度に耐えられる
ことが見出された。これらの酸化物層は又、光又は放射
の透過の要求を十分によく満足させる。。

本発明による酸化物は、複数個の酸化物又は稀土類金属
から特別に選抜する。本発明による金属酸化物を設けた
透明層は、低圧水銀蒸気放電灯用に特に好”適である。

その理由は、これらの酸化物層が無色でありかつ（ＵＶ
放射及び可視光のような）有用な放射の吸収を略々表わ
さないからである。

ドイツ特許第１，７６４，１２６号明細書が放電外被金
具えた低圧ナトリウム蒸気放電灯を開示していて、この
放電外被の内壁面には、ナトリウム元に対して透明であ
りナトリウム蒸気に耐えかつ、前記特許明細書によれば
、イツトリウム及び／又は稀土類金属の酸化物の１種か
ら成る均質の層を設けていることに注意すべきである。

しかしながら、このような放電灯は可視範囲の特殊の波
長を持った光のみを放出するにすぎない。この層に及は
す短波紫外放射の作用に基づく特別の問題は、この放電
灯には起こらない。

放電外被に生ずる２５４ｎｍの波長を有する水銀の共振
放射の吸収が本発明による放電灯の透明層に殆んど起こ
らないことが見出された。２５４　ｎｍの波長の放射が
（殺菌灯のように９主として放出されかつ放電外被の内
壁が本発明による透明層で単に被覆をれているＫ　ｆ　
＠’ない照射用の低圧水銀蒸気放電灯においては、ガラ
ス壁の灰色化及び着色が放電灯の長い作動時間後でも殆
んど起こらなかった。この放電灯の放射出方はそのとき
、透明層のない既知の放電灯と比較して高い水準にとど
まった。

長手方向のスロット溝を形成した反射層を内壁に設けた
管状放電外被を具え之放電灯に本発明全有利に用いるこ
とができる。そのような放電灯には、発光層が少なくと
も反射層上に存在する。しかしながら、特別の実施例で
は、この発光層が放電外被の内壁の全周にわたって砥在
している。これらの放電灯において、ガラス壁土の少な
くとも長手方向のスロット溝の区域において本発明によ
る透明ノーを用いることにより、非常に高い光又は放射
出力が長い作動時間中得られるのを見出したことは驚く
べきことであった。

本発明は又、内壁全体が発光層で被憶された放電灯に有
利に用いることができる。透明層はそのとき発光層とガ
ラス壁との間に存在する。このガラス壁はそのとき放電
の影響から有効な方法で保護される。これは、曲った放
電外被を設けた放電灯、例えば、発光層が放電外被の曲
った部分の区域において連続していないで比較的高い壁
負荷が起こるオランダ特許第８（１０１１８３３号明細
書に記載された放電灯において特にそうであることが判
った。

この放電灯の作動中光出力が高い水準にとどまったこと
を実験が示した。

本発明による低圧水銀蒸気放電灯の透明層は好−ましく
はイツトリウム及び／又はガドリニウムの酸化物を含む
。そのような層は紫外放射及び可視光に対し比較的高い
透過率を有する。前記の酸化物を含む層が非常に吸湿性
ではなく、放電外被の内壁に十分によく接着することが
さらに見出された。、さらに、低圧水銀蒸気放電灯のた
めの量産工程において特に原価の節約をもたらす比較的
簡単な方法で（例えば、イツトリウム　アセチルアセト
イ・−トラ用いて）この層を被着させることができる。

以下本発明を図面についてさらに十分に説明する。図面
には本発明による低圧水銀蒸気放電灯の実施例が長手方
向の断面図にて模式的に例によって示されている。

第１図は管状の放電外被１を具えた低圧水銀蒸気放電灯
を示し、前記放電外被ｌの端部には電極２及びａが配置
されている。この放電灯の作動中には、これらの電極間
に放電が維持される。この放電外被ｌは、水銀蒸気と、
アルゴン（圧力約４ｏｏＰａ）のような希ガスとを含む
。この放電外被１のガラスの内壁面には、放電の影響に
耐える薄い略々均質で連続的な透明層４を設ける。図面
に示される放電灯は、２５４ｎｍの波長を有する共振放
射を主として放出する照射用放電灯（殺菌灯）である。

そのような放電灯は、病院におけるような望ましくない
細菌、バクテリア等を殺菌するための室に一般に用いら
れる。この放電灯の実際の実施態様における前記の透明
層４は、約５　ｎｍ〜約２００１ｍの厚さを有する。２
００１ｍよりも大きい厚さを持たすと、こめ放電外被に
生ずる放射の過度の大きな吸収が起こる。約５　ｎｍよ
り小さい厚みの層を用いれば、それにも拘らず放電とガ
ラス壁との間に相互作用が起こる。

放電外被に本発明による酸化物を含む透明層を設ける放
電灯（１，５Ｗ、放電外被内径２５朋、放電外被の長さ
約５ＱｃｒｒＬ、アルゴン４ＵＯＰａ）について多くの
実験が行なわれた。有機溶剤（例えば、エチレングリコ
ールモノエチルエーテル）中ＩＣ金属有機化合物（例え
ば、イツトリウムアセチルアセトネート）を含む液体で
この放電外被の内壁をゆすぐことによって透明層が得ら
れた。この透明層は、乾燥及び焼結（例えば、約６００
℃まで〕後に形成される。前記の実験の結果を次の表１
に示す。すべての場合における酸化物層の厚さは５０〜
１５０ｎｍであった。表１は、放射出力（ＵＶワットに
て）並びに１００作動時間に対して放電灯当りの相対的
放射出力（カッコ内％）を示す。表Ｉはさらに、透明保
護層のない既知の放電灯を用いた結果を示す。

表　　■ この表から、本発明による放電灯の放射出方が長い作動
時間後でも高い水準にとどまることが明らかである。本
発明による放電灯においては、水銀によるガラス壁の攻
撃、っま夛腐蝕と、その結果としての放射出方の減小と
は略々起こらない。

第２図に示す放電灯は同様に管状放電外被１と、電極２
汲び３と、さらに透明層４とを具える。この層４は、発
ｙｔＳ材料層５と共に放電に面した側に設けられる。こ
の発光材料層５は、透明層４の表面全体にわたって延在
する。多くの実験では、この発光層５は、３つの螢光体
、すなわち、緑に発光するテルビウムで活性化し次アル
ミン酸セリウム・マグネシウムと、青に発光する２価の
ユーロピウムで活性化したアルミン酸バリウム・マグネ
シウムと、さらに、赤に発光する８価のユーロピウムで
活性化し皮酸化イツ）　１７ウムとの混合物から構成さ
れた。前記発光層５と放電外被のガラス壁との間に本発
明による透明層４を存在させた場合に、（透明層のない
放電灯と比較して）少ない粉末重量の発光材料を用いて
も、はんの僅かな元２．。

出力の減小しか起こらないことを見出したのは驚くべき
ことであった。ここでこの粉末重量とは、全放電外被に
おける発光材料の全重量を意味するものと理解すべきで
ある。（透明層のない〕既知の放電灯と比較して、本発
明による放電灯において、前記発光材料の粉末重量を、
約２５％〜約２ｍ９７ｃｍ２に限定するのが可能である
ことが判り、−万光出力の減小が略々起こらなかった。

酸化イツトリウムから成る透明層と、前述の螢光体の混
合物から成る発光層５とを設けた多くの低圧水銀蒸気放
電灯（出力８６Ｗ、長さ１．２０　ｍ　％円径２５＋ｆ
ｆｍ％アルゴン４００Ｐａ）について実験を行なった。

これらの放電灯について、光出力（２ｍ）が測定され、
同じ寸法、同じ出力及び同じ螢光体から成る発光層を有
するが、しかしながら、透明層を設けていない既知の放
電灯の光出力と比較された。これらの実験結果を表ＩＩ
に示す。

表■ この表から、本発明による放電灯の光出力が長い作動時
間の後でも高いことは明らかである。さらにこの表から
、Ｙ２Ｏ３の透明層を設けた放電灯の光出力が、小さな
粉末重量（２，２ｍｙ／ｃｒｎ２）を用いても、長い作
動時間比較的高いことが明らかである。

さらに、酸化イツトリウムから成る透明ノーのみ・が放
電外被の内壁上に存在した複数個の放電灯（１５Ｗ、放
電外被の内径２５　ｍｍ　ｓ長さ５（ｌｃｒｆＬ。

アルゴン圧力４００Ｐａ）について実験を行なった。

いくつかの層厚に対し、測定した放射出力（ＵＶ−ワッ
ト、２００作動時間）を表Ｉに示す。

表■ この表から、Ｂ　ｎｍより大きい厚さを有する酸化イツ
トリウムから成る透明層を設けた放電灯の放射出力が、
透明層のない放電灯に対するものより可成り高かったこ
とが明らかである。Ｙ２Ｏ３層のない放電灯の比較的低
い放射出力は、放電外被壁の灰色化の発生に基づいた。

以上要するに本発明は、放電灯の作動中放電が存在し水
銀と希方スとを含むガラスの放電外被（１）を具え、こ
の放電外被の内壁の少なくとも一部分に、放電の影響に
耐える薄い少なくとも略々均質で連続的の透明層（４）
を設けた低圧水銀蒸気放電灯に関するものである。

本発明によれば、この透明層（４）が、イツトリウム　
スカンジウム、ランタン、ガドリニウム、イッテルビウ
ム及びルテチウムから成る群のうちの少なくとも１種の
ものの酸化物を含む。

【図面の簡単な説明】

第１図は放電外被に発光材料がない管状の低圧水銀蒸気
放電灯の縦断面図であり、 第２図は放電外被の内壁に透明層ばかりでなく発光層を
も設けたそのような放電灯を示す。 ｌ・・・管状の放電外被　　２．３・・・電極４・・薄
い略々均質で連続的の透明層 ５・・発光材料層。 特許出願人　　エヌ・ベー・フィリップス・フルーイラ
ンペンファブリケン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　放電灯の作動中放電が存在し水銀と希ガスとを入れ
   たガラス放電外被を具え、放電外被の内壁面の少なくと
   も一部に、放電の影響に耐える薄い少なくとも略々均質
   で連続的の透明層を設けた低圧水銀蒸気放電灯において
   、透明層が、イツトリウム、スカンジウム、ランタン、
   ガドリニウム、イッテルビウム及びルテチウムから成る
   群の少なくとも１種の元素の酸化物を含むことを特徴と
   する低圧水銀蒸気放電灯。 ２　透明層がトラトリウム及び／又はガドリニウムの酸
   化物を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の低圧水銀蒸気放電灯。 ＆　透明層の厚さが５〜２ｏｏｎｍにあることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項又は第２項いずれかの記載の
   低圧水銀蒸気放電灯。 屯　放電に面した透明層の側面に発光材料層を設けたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項又は第８
   項いずれ７５１の！載のイ氏圧水銀蒸気放電灯。 ６　発光材料が、緑に発光するテルビウムで活性化した
   アルミン酸セリウム・マグネシウムと、青に発光する２
   価のユーロピウムで活性化したアルミン酸ノ（リウム・
   マグネシウムと、さらに赤に発光する８価のユーロピウ
   ムで活性化した酸化イツトリウムとの混合物力ｊら成り
   、発光材料の粉末重量が２　ｍｙ　７ｃｍ２に達するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第４項ｉ己載の低圧水銀
   蒸気放電灯。