LAMPARA INCANDESCENTE
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN 1. Campo de la Invención La presente invención se relaciona a una lámpara incandescente en uso amplio para iluminación general, y más particularmente a una lámpara incandescente que tiene una función postluminiscencia que se proporciona adicionalmente por un recubrimiento interno de una superficie de bombilla eléctrica de vidrio de la misma con una sustancia luminiscente fosforescente.
2. Descripción de la Técnica Relacionada La lámpara incandescente convencional que se utiliza ampliamente para iluminación general y de ese tipo, tiene una estructura en la cual un vastago adaptado con un par de alambres de plomo se sella en la sección final de una bombilla eléctrica hecha de vidrio suave, y un filamento enrollado de tungsteno se dispone entre estos alambres de plomo, y un gas inerte tal como argón se sella en el interior de la bombilla eléctrica de vidrio. Para la lámpara incandescente convencional, se utiliza tanto una bombilla eléctrica transparente en donde nada se adhiere internamente o una bombilla eléctrica de vidrio en la superficie interior de la cual se hace una capa de difusión de partículas ultra finas de óxido metálico ya que se forma sílice para el propósito de reducir el resplandor de la luz de la lámpara. Sin embargo, debido a cualesquiera medidas para proporcionar una incandescencia después que la lámpara se apaga no se toma para cualquiera de la superficie interna o externa de la lámpara incandescente, apagando la lámpara puede inmediatamente conducir a una oscuridad completa en la proximidad, la cual hace distinción de objetos imposibles. Por consiguiente, para proporcionar una postluminiscencia la lámpara se apaga, se han propuesto ya las lámparas fluorescentes del tipo fosforescente en donde un recubrimiento de sustancia luminiscente que tiene características postluminiscencias se aplica en la superficie interna de un tubo de vidrio (Por ejemplo, véase la Solicitud de Patente Japonesa Abierta al público No. 055190/1997) . Con estas lámparas fluorescentes del tipo fosforescente, la postluminiscencia que puede ser débil, pero es suficientemente brillante para distinguir objeto puede estar alrededor por un rato después que la lámpara se apaga de manera que la gente relativamente pueda moverse con toda seguridad sin iluminación directa en su espacio vital y su espacio de reunión, esto es, no únicamente en una cocina, una sala o ese tipo de grupo familiar privado, sino también en una oficina, un almacén de tamaño grande, un teatro, un cuarto de baño, un complejo de almacenes subterráneos y de ese tipo, y alcanzan su lugar deseado. Especialmente en el lugar en donde un gran número de gente se reúne tal como una tienda de gran tamaño, un teatro, un complejo de almacenes subterráneo, si ocurre una falla de energía debido a un desastre, por ejemplo, un incendio, un sismo o similares, un cambio repentino del espacio iluminado en la oscuridad completa puede provocar un pánico en masa. En tal ocasión, si la postluminiscencia de las lámparas fluorescentes del tipo fosforescente permiten a la gente ver objetos, la gente puede escapar sin impresionarse por el pánico. Las lámparas fluorescentes fosforescentes de esta clase han sido ya puestas al uso práctico, ya sean si son del tipo de tubo recto o del tipo de forma de anillo o del tipo de lámpara incandescente. Mientras tanto, una lámpara incandescente del tipo fosforescente que se recubre externamente con una sustancia luminiscente fosforescente se ha propuesto también. Sin embargo, cuando se aplica una sustancia luminiscente fosforescente en la superficie externa de la lámpara incandescente, se expone la lámpara de sustancia luminiscente al aire, lo cual da lugar a un problema de aclimatación. Además, en el caso de que la capa de sustancia luminiscente se golpee o frote con otro objeto, la capa de sustancia luminiscente puede descascararse fácilmente. Por consiguiente, la aplicación práctica de una lámpara incandescente la cual se recubre internamente con una sustancia luminiscente fosforescente ha sido esperada por mucho tiempo. No obstante, tal lámpara incandescente no ha sido colocada para uso práctico todavía. La razón por la cual la aplicación de la sustancia luminiscente fosforescente a la lámpara incandescente se encuentra difícil es como sigue. Cuando un recubrimiento de una sustancia luminiscente fosforescente convencional se aplica sobre la superficie interior de una lámpara incandescente (la superficie interior de una bombilla eléctrica de vidrio) , la capa de sustancia luminiscente se descascara fácilmente con un impacto físico ligero o de ese tipo. Además, la sustancia luminiscente fosforescente en la lámpara incandescente es más susceptible de degradarse que aquel en la lámpara fluorescente, debido a que la sustancia luminiscente junto con la superficie interior completa de la lámpara incandescente, se somete a calor a partir del filamento mientras que la lámpara está encendida. Tal degradación de la sustancia luminiscente fosforescente reduce la producción de postluminiscencia, y provoca la decoloración de la sustancia luminiscente fosforescente, que tiende a provocar una disminución en la producción de luz de la lámpara incandescente misma. Se conducen investigaciones en la causa de la degradación de la sustancia luminiscente fosforescente que ocurre en la lámpara incandescente, la sustancia luminiscente fosforescente que forma un recubrimiento interno de la lámpara incandescente, y revela que las partículas de sustancia luminiscente fosforescente con los tamaños de partícula pequeños provocan degradación térmica y decoloración, y por lo tanto, tienen efectos directos en la producción de postluminiscencia y similares, y además muestra que una sección de la capa de sustancia luminiscente en donde las partículas de sustancia luminiscente con tamaños de partículas grandes se presentan es susceptible de descascararse con un impacto físico o de ese tipo. Se encontró que, si el material de sustancia luminiscente fosforescente se utiliza bajo ciertas condiciones, la degradación térmica, decoloración y descascaramiento de la capa de sustancia luminiscente y semejantes pueden evitarse con efecto y, por lo tanto, la lámpara incandescente que tiene las características de postluminiscencia puede atenuarse recubriendo la superficie interior de la bombilla eléctrica de vidrio con la sustancia luminiscente fosforescente que satisface tales condiciones. Por consiguiente, un objeto de la presente invención es dar una función adicional de la postluminiscencia a la lámpara incandescente que se utiliza para iluminación general tan ampliamente como la lámpara fluorescente y por lo que se proporciona una lámpara incandescente la cual puede facilitar, en el lugar en donde la lámpara incandescente se utiliza, a la gente cerca de ahí reconocer objetos a la mano en la oscuridad después que la lámpara se apaga o cuando la energía eléctrica se corta, como un auxilio a su vista.
COMPENDIO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona a una lámpara incandescente en donde una superficie interior de una bombilla eléctrica de vidrio se recubre con una sustancia luminiscente fosforescente. Con una sustancia luminiscente fosforescente de la presente invención, la degradación de las características postluminiscencias, es decir, la degradación de la sustancia luminiscente no sucede cuando la sustancia luminiscente tiene un tamaño de partícula de no menos de 3 µm y de más preferencia no menor de 5 µm, aunque el descascaramiento de la capa no ocurre cuando la sustancia luminiscente tiene un tamaño de partícula de no más de 19 µm y de más preferencia no mayor de 15 µm. En otras palabras, es aparente que ninguna degradación de las características postluminiscencias ni el descascaramiento de la capa toma lugar cuando la sustancia luminiscente tiene una distribución de tamaño de partícula en donde un límite inferior es 3 µm y de más preferencia 5 µm y un límite superior es 19 µm y de más preferencia 15 µm. Para una lámpara incandescente de la presente invención, pueden utilizarse al menos uno de una sustancia luminiscente fosforescente que comprende, como una base, un compuesto de la fórmula general ya sea MA120 o MA114025 en donde M es uno o más de los elementos metálicos seleccionados del grupo que consiste de calcio, estroncio y bario y europio (Eu) utilizado como un activador, así como disprosio (Dy) o neodimio (Nd) utilizado como un co-activador; y una sustancia luminiscente fosforescente que comprende Y02S como una base, y europio (Eu) , magnesio (Mg) o titanio (Ti) como un activador. Es preferible que la sustancia luminiscente fosforescente tenga un peso de recubrimiento de 2 mg a 6 mg por área de unidad (1 cm2) y que un valor de flujo luminoso de la lámpara incandescente recubierta con la sustancia luminiscente fosforescente no sea menor de 90% de un valor de flujo luminoso de la lámpara incandescente sin el recubrimiento. La lámpara incandescente de la presente invención emite luz normalmente a través de calor rojo del filamento, mientras que la lámpara está encendida, pero una vez que la lámpara se apaga o la energía eléctrica de la misma se corta, la sustancia luminiscente fosforescente con el cual la superficie interior de la bombilla eléctrica de vidrio en la misma se recubre emite la postluminiscencia, liberando la energía acumulada a partir de la luz visible y la temperatura del interior de la bombilla eléctrica de vidrio. Como un resultado, la lámpara incandescente de la presente invención puede facilitar, en el lugar en donde la lámpara incandescente se utiliza, a la gente allí cerca reconocer objetos cercanos en la oscuridad, después que la lámpara se apaga o cuando la energía eléctrica se corta, como un auxilio a su vista. Además, una aplicación de un recubrimiento de la sustancia luminiscente fosforescente sobre la superficie interior de la lámpara incandescente permite resolver un problema de aclimatación y un problema de descascaramiento de la capa.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una vista esquemática que muestra una estructura de una lámpara incandescente de la presente invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Y MODALIDADES PREFERIDAS Más adelante, con referencia al dibujo, se describe posteriormente una modalidad preferida de la presente invención. La Figura 1 es una vista que muestra una estructura de una porción de una lámpara incandescente de la presente invención. En una lámpara incandescente de la presente invención, una capa de sustancia luminiscente fosforescente se forma dentro de una bombilla eléctrica de vidrio. En primer lugar, la sustancia luminiscente fosforescente utilizada en la presente invención se describe posteriormente. Como una sustancia luminiscente fosforescente, puede utilizarse una sustancia luminiscente fosforescente que comprende un compuesto de la fórmula general tanto MAl20 o A114025 (M es uno o más de los elementos metálicos seleccionados del grupo que consiste de calcio, estroncio y bario) como una base y que utiliza europio (Eu) como un activador así como disprosio (Dy) , neodimio (Nd) o tal como un co-activador, ejemplos de los cuales incluye SrAl204: Eu, Dy; Sr4Al?4025 : Eu, Dy y CaAl204 : Eu, Nd. Además, otro sustancia luminiscente fosforescente que puede utilizarse en la presente comprende Y202S como una base y utiliza europio (Eu) , magnesio (Mg) o titanio (Ti) como un activador, y sus ejemplos incluyen Y03 : Eu y Y203 : Eu, Mg . Cuando la sustancia luminiscente fosforescente en la presente modalidad, se utiliza una o más sustancias luminiscentes fosforescentes de los anteriormente mencionados . En la presente, será obvio para aquellos expertos en la técnica que la presente invención no se limita para utilizar las sustancias luminiscentes fosforescentes anteriores y cualesquiera otras sustancias luminiscentes fosforescentes distintas de estos pueden utilizarse sin apartarse del espíritu de la invención. Al utilizar SrAl204: Eu, Dy; Sr4Al?4025: Eu, Dy; CaAl204; Eu, Nd y Y203 : Eu como las sustancias luminiscentes fosforescentes, se examinaron las relaciones entre el tamaño de partícula y el descascaramiento de la capa así como la iluminación postluminiscencia. Los resultados se muestran en la Tabla 1. Estas evaluaciones se hicieron haciendo a las lámparas incandescentes de GW 110V 60W 95 recubiertas, estándares con sustancias luminiscentes respectivas a una velocidad de 4 mg por área de unidad (1 cm2) .
Tabla 1
Tamaño de Partícula: Mostrado con el medio y 85% o más de los valores medidos están dentro de un rango de ese valor ± X µm. En la Tabla 1, 85% o más de los valores medidos para el tamaño de partícula de cada sustancia luminiscente están dentro de un rango del valor mostrado en la tabla ± X µm de manera que las partículas de sustancia luminiscente que tienen tamaños de partícula sobre el límite superior y debajo del límite inferior son 7.5% o de esa manera de las partículas totales de cada una. Las evaluaciones para las lámparas con varios recubrimientos se hicieron de acuerdo al siguiente criterio; es decir, cuando la iluminación postluminiscencia después de 1000 horas de operación de la lámpara, fue 80% o más de la iluminación postluminiscencia inicial, una marca de un círculo a se da; cuando fue 65% a 80%, una marca de un triángulo ? y cuando fue 65% o menos; una marca de una cruz x se da. En las mediciones de descascaramiento de las capas, un peso de 1 g se hizo para caer por gravedad de una altura de 50 cm a la lámpara fluorescente únicamente una vez, y se examinó si una pieza de la capa de sustancia luminiscente con un diámetro de 1 mm o mayor se descascaró o no. En la Tabla 1, ningún caso de tal descascaramiento de la capa se presenta con una marca de un círculo, y el caso de un descascaramiento con una marca de una cruz . Los resultados mostrados en la Tabla 1 indican que cuando la sustancia luminiscente tiene un tamaño de partícula de no menos de 3 µm y de más preferencia no menor de 5 µm, la degradación de la iluminación postluminiscencia, a decir, la degradación de la sustancia luminiscente no sucede, y cuando la sustancia luminiscente tiene un tamaño de partícula no mayor de 19 µm y de más preferencia no mayor de 15 µm el descascaramiento de la capa no ocurre. En otras palabras, es favorable que la sustancia luminiscente tenga una distribución de tamaño de partícula en donde un tamaño de partícula de límite inferior no sea menor de 3 µm y de más preferencia 5 µm, y un tamaño de partícula de límite superior no sea mayor de 19 µm y de más preferencia no mayor de 15 µm, y además, en la presente, el contenido de partículas cuyo tamaño de partícula excede ya sea el límite superior o muestra deficiencias del límite inferior no es mayor de 15% y de más preferencia no mayor de 1%. Más adelante, las relaciones entre la cantidad del recubrimiento de sustancia luminiscente fosforescente aplicado en la superficie interior de la lámpara incandescente y las producciones de luz se describen, tomando un caso en donde una lámpara incandescente estándar GW 110 V 60 W 95 se emplea y Sr4Al?4025: Eu, Dy se utiliza como una sustancia luminiscente fosforescente.
En este caso, con la lámpara incandescente estándar GW 110 V 60 W 95 que se emplea para las mediciones, un peso de recubrimiento fosforescente (1 mg) por área de unidad (1 cm2) de 1 mg/cm2 corresponde a un peso de recubrimiento de sustancia luminiscente fosforescente total de 0.28 g de la superficie interior completa de la lámpara incandescente. Bajo estas condiciones, se prepararon lámparas incandescentes con pesos de recubrimiento en 9 diferentes niveles en un rango entre 0 g y 2.24 g. Para las lámparas incandescentes con pesos de recubrimiento respectivos, el valor de flujo luminoso (lm) , la relación de flujo luminosa (%) y la iluminación postluminiscencia (lx) se midieron para comparaciones. La relación de flujo luminosa (%) significa una relación del flujo luminosa de una lámpara incandescente con un recubrimiento a aquel de la lámpara incandescente sin recubrimiento (Caso para la Comparación 1) .
Tabla 2
Debido a que la sustancia luminiscente fosforescente, en algún grado bloquea la luz, un recubrimiento de la sustancia luminiscente fosforescente en la superficie interior de la bombilla eléctrica en la lámpara incandescente reduce el valor de flujo luminoso de la lámpara, mientras se enciende la lámpara. Mientras tanto, cuando un número grande de lámparas incandescentes se utilizan juntas, las lámparas incandescentes con características postluminiscencias se utilizan con frecuencia únicamente para una salida de cada una de las diversas lámparas incandescentes, y en tal caso, obvio oscurecimiento de las lámparas incandescentes con las características postluminiscencias en comparación con otras lámparas incandescentes da una aparición visiblemente intranquila. Además, aun cuando, en el grupo familiar ordinario, únicamente una sola lámpara se utiliza, una lámpara tenue ciertamente provoca considerable inconveniencia de manera que la lámpara incandescente recubierta con la sustancia luminiscente fosforescente debe tener la brillantez que no es menor de 90% (para uso normal, el nivel al cual no se advierte oscurecimiento) de esa de la lámpara incandescente sin la sustancia luminiscente fosforescente. Este requerimiento en la misma se satisface bien por las lámparas incandescentes que tienen 1 mg a 6 mg de la sustancia luminiscente por área de unidad (97.1% a 91.3% de la relación de flujo luminoso) . Cuando el peso excede de 6 mg, la relación de flujo de la luz cae debajo de 90%, mientras con un peso de sustancia luminiscente por área de unidad de 1 mg, la iluminación postluminiscencia (lx) llega a ser demasiado baja (0.05 lx) de manera que 2 mg o más se necesitan. Esto indica el rango óptimo para el peso de recubrimiento de sustancia luminiscente fosforescente por área de unidad que está entre 2 mg y 6 mg. Además, ya que la iluminación postluminiscencia (lx) que corresponde a este rango tiene valores sustancialmente similares de 0.1 lx a 0.25 lx, la función postluminiscencia disponible después de que la lámpara se apaga puede mantenerse ciertamente a un nivel estable. Cuando una sustancia luminiscente fosforescente distinta de SrAl?4025 : Eu, Dy se utiliza también, una relación de flujo luminoso de 90% o mayor puede obtenerse siempre y cuando el peso de sustancia luminiscente por área de unidad del mismo está dentro de un rango de 2 mg a 6 mg . Una aplicación de un recubrimiento de una sustancia luminiscente fosforescente con una distribución del tamaño de partícula de 3 µm a 19 µm sobre la superficie interior de una lámpara incandescente permite unir una lámpara incandescente la cual es capaz de emitir la postluminiscencia después de apagarse y, al mismo tiempo, estar libre de la degradación y decoloración térmica de la sustancia luminiscente así como el descascaramiento de la capa de sustancia luminiscente. La Ley de Servicios de Incendios y la Ley de
Estándares de Edificios obliga a cualquier oficina de tamaño grande, teatro, complejo de almacenes subterráneo y similares, que caen bajo condiciones de que el espacio ocupado del mismo tiene más de un cierto tamaño, un gran número de gente reunida en el mismo y de ese tipo, para establecer además a las luminarias generales, luces guías, luces de emergencia y similares. La presente invención se adapta particularmente bien para tal uso y su aplicabilidad se considera de este modo elevada.