JPH0444385B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、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
レ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、望ましくなく、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
いう事実に特に基ずいて、単に光出力の減小を引
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3377494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（酸化ア
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つて避け
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光層を用いれ
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
350nｍ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、特に不
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
及び変色を最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
な最高レベルに維持することである。 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、イツ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をゆすぐことによつて
もたらされ、乾燥及び焼結後に所望の層が得られ
る。これに代わつて、（空気のような）担体ガス
によつて金属化合物を放電外被中に導入する一
方、加熱しかつ放電外被壁に堆積させる方法によ
つて、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1764126号明細書が放電外被を具
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、ナトリウム光に対し
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つた
光のみを放出するにすぎない。この層に及ぼす短
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。254nｍ
の波長の放射が（殺菌灯のように）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
単に被覆されているにすぎ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
かつた。この放電灯の放射出力はそのとき、透明
層のない既知の放電灯と比較して高い水準にとど
まつた。 長手方向のスロツ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た放電灯に本発明を
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つて延在している。こ
れらの放電灯において、ガラス壁上の少なくとも
長手方向のスロツト溝の区域において本発明によ
る透明層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つた。 本発明は又、内壁全体が発光層で被覆された放
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、曲つ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つた部分の区
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80011833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つ
た。 この放電灯の作動中光出力が高い水準にとどま
つ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
ネートを用いて）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つ
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１の端部には電極
２及び３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１は、水銀蒸気と、アルゴン（圧力約
400Pa）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5nｍ〜
約200nｍの厚さを有する。200nｍよりも大きい
厚さを持たすと、この放電外被に生ずる放射の過
度の大きな吸収が起こる。約5nｍ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（15W、放電外被内径25mm、放電外
被の長さ約50cm、アルゴン400Pa）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）中に金属有機
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
ことによつ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に示す。す
べての場合における酸化物層の厚さは50〜150n
ｍであつた。表は、放射出力（UVワツトに
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（カツコ内％）を示す。表はさら
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】

【表】 この表から、本発明による放電灯の放射出力が
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、つまり腐食と、その結
果としての放射出力の減少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及び３に、さらに透明層４とを具え
る。この層４は、発光材料層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の表面全体にわたつて延在する。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バリウム・
マグネシウムと、さらに、赤に発光する３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、ほんの僅
かな光出力の減少しか起こらないことを見出した
のは驚くべきことであつた。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
２mg／cm²に限定するのが可能であることが判り、
一方光出力の減少が略々起こらなかつた。 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36W、長さ1.20ｍ、内
径25mm、アルゴン400Pa）について実験を行なつ
た。これらの放電灯について、光出力（lm）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（2.2mg／cm²）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層のみ
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25mm、長さ50cm、アルゴ
ン圧力400Pa）について実験を行なつた。いくつ
かの層厚に対し、測定した放射出力（UV−ワツ
ト、200作動時間）を表に示す。

【表】 この表から、8nｍ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
り可成り高かつ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
存在し水銀と希ガ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、イツ
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。 １……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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 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、イツ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 透明層がトツトリウム及び／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。 ３ 透明層の厚さが５〜200nｍ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。 ４ 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３項いずれかの記載の低圧水銀蒸気放
   電灯。 ５ 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
   ミン酸バリウム・マグネシウムと、さらに赤に発
   光する３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から成り、発光材料の粉末重
   量が２mg／cm²に達することを特徴とする特許請求
   の範囲第４項記載の低圧水銀蒸気放電灯。