JPH0483769A - 封着用組成物 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、セラミックスとセラミックス、又はセラミッ
クスと金属との封着に用いる封着用組成物に関し、特に
透光性アルミナセラミックスよりなる高圧ナトリウムラ
ンプ用発光管の端部をセラミックス又は耐熱性金属部材
で封着する場合に用いる封着用組成物の改良に関する。

［従来の技術］ 従来、高圧ナトリウムランプ用発光管として用いられる
透光性アルミナセラミックス管の端部をアルミナセラミ
ックス又はニオブ、モリブデンなどの耐熱性金属部材で
封着する場合に使用する封着用組成物として、Ａ１□Ｏ
，−Ｃａ　Ｏ−ＭｇＯ系、Ａ　１２０．−Ｃａ　Ｏ−Ｂ
　ａ　Ｏ系、Ａｌ□○、−Ｃａ　Ｏ−８ｉ　Ｏ２系、あ
るいはＡｌ２Ｏ，−Ｃａｏ−５ｒＯ系の封着剤が用いら
れている。

これらの封着用組成物は、ランプに使用するうえでの十
分な耐熱性、封着部の昇温時と降温時の温度変化に対す
る完全な気密性、さらにランプ点灯中における高圧のナ
トリウム蒸気に対する耐蝕性が要求される。

［発明が解決しようとする課題］ 最近、店舗照明用として小型高演色形の高圧ナトリウム
ランプが使用されることが多い。これらの小型高演色形
の高圧ナトリウムランプは、水銀灯用安定器で点灯可能
な高効率形のランプに比べ、封着部材の温度が高いため
に、封着部材へのナトリウムの侵食が速く、このために
ランプ寿命期間中にランプ光色の大幅な変化が生じるこ
とがある。このことは店舗などの屋内照明用ランプとし
ては不適である。

［！ｌ！題を解決するための手段］ 本発明は、前記に鑑みなされたもので、重量パーセント
で、Ａ１□０３３５〜５０％、ＣａＯ３５〜５０％ｔｙ
ｚ０，５〜１５％、５ｒ０３〜１０％、ＺｒＯ２１〜５
％よりなることを特徴とする。そして、寿命末期までラ
ンプ光色の変化が少なく、ランプ特性の変化がなく、耐
熱性、耐蝕性の優れた封着用組成物を提供することを目
的とする。

［実施例］ 以下、本発明に係る実施例を第１図に基づき説明する。

図中１は内径４．０ｍｍ、長さ２６ｍｍのモノリシック
タイプの透光性アルミナセラミックス管で、先端に電極
２，２を有する外径２．０ｍｍのニオブ管３，３をセラ
ミックス管１の両端に配置し、封着剤（封着用組成物）
４．４を介して後述するようにニオブ管３，３を封着す
る。なお、前記封着剤は真空中１４５０℃の高温で溶融
させ、その後、冷却固化して封着を完了する。そして、
前記ニオブ管の一方の排気管より２５重量パーセントナ
トリウムのナトリウムアマルガムとキセノンガスを所定
量封入し、排気後プラズマ溶接にてニオブ排気管端部を
密封して発光管を製造する。

ここで、封着剤の製造例について説明する。

封着用組成物として、酸化物に換算して、重量パーセン
トにてＡｌ２Ｏ３３５〜５０％、ＣａＯ３５〜５０％、
Ｙ２Ｏ３５〜１５％、Ｓｒ０３〜１０％、ＺｒＯ２１〜
５％となるように原料粉末を調合し、アミド系の溶剤を
用いてボールミルで数時間混合粉砕した後、乾燥する。

なお、原材料が炭酸塩の場合は、仮焼を行なって酸化物
とする。

その後、ポリビニルアルコールのような結合剤を加えて
、混合粉砕と乾燥を繰り返しながら顆粒状とし、この調
整された材料を所望の形状にプレス成形した後、結合剤
の飛散および成形品の形成維持のために１２００℃前後
で焼成する。

そして、この焼成品を高圧ナトリウムランプ用発光管の
両端に配置し、真空中又は不活性雰囲気中にて１４００
℃前後の温度で加熱することにより封着用組成物を溶融
させ、その後、冷却固化して封着を行なうものである。

次に、本発明に係る封着用組成物の各成分およびその組
成比について説明する。Ａ１□０３はアルミナセラミッ
クスとの結合を強め、封着部材の熱膨張係数をアルミナ
セラミックスに近似させる効果がある。

ＣａＯはニオブ管との結合強化を図るものであり、Ｙ２
Ｏ３、Ｓｒ○およびＺｒＯ２は、ランプ点灯中の高温雰
囲気での耐ナトリウム性を高める効果がある。

又、本発明の封着用組成物の組成比は、重量パーセント
でＡｌ□０３３５〜５０％、ＣａＯ３５〜５０％、Ｙ、
０，５〜１５％、Ｓｒ○　３〜１０％、Ｚｒ０，１〜５
％の範囲に選定する必要がある。

これはアルミナセラミックス管およびニオブ管等の耐熱
性金属との濡れ性が良好であり、ランプ点灯・消灯時の
昇温および降温のヒートサイクルでも封着部のクラック
やリーク不良を起こさず、かつ、ランプ点灯中の高温の
ナトリウム蒸気にも十分耐えうるものである。特に、前
記したように小型高演色形の高圧ナトリウムランプのよ
うに、従来ランプに比べより耐ナトリウム性が要求され
る封着剤には、ＺｒＯ２の混合、添加による効果が認め
られる。しかし、組成比が５重量パーセント以上になる
と効果が認められない。

次に実験例について説明する。

第１図に示すように、発光管の封着剤として各種組成比
に係る封着用組成物を用い、発光管を内径８ｍｍ、長さ
６０ｍｍの石英ガラス中に密封し、８５０℃の高温槽で
７時間点灯−１時間消灯のサイクルで昇温および降温を
行ない、発光管内のナトリウムが封着剤を通して発光管
内より消失するか否かについて測定した。ここで、耐ナ
トリウム試験は、ナトリウムが発光管内より消失した場
合、石英ガラスがナトリウムに侵され失透することで判
定することが可能である。

第１表 第１表から明らかなように、試料Ｎα１，２は試験条件
（８５０℃−７０００時間）ヲ満足シ、良好であったが
、Ｎｃｉ３．４．５共に６０００時間までにナトリウム
のリークが発生した。

次に、試料Ｎα１，２および魔３，４の封着剤を用いて
発光管の両端を封着して、外球内に組み込んだランプを
完成し、７時間点灯−１時間消灯のサイクルで６０００
時間までの点灯試験を行なった。

点灯時間経過に伴うランプ電圧と色温度の変化は第２図
および第３図に示す通りであり、試料Ｎα１，２は良好
なのに対し、試料＆３．４は、その変化が大きく、実用
に供しない。

このようにＡｌ２Ｏ，、ＣａＯ，ＳｒＯ，Ｙ２Ｏ、、Ｚ
ｒＯ２の５成分の組成比を適当な範囲に選定することに
より、耐熱性および耐ナトリウム性に優れた封着用組成
物が得られる。

［発明の効果コ 以上の説明から明らかなように、本発明に係る封着用組
成物は重量パーセントでＡ１□０３３５〜５０％、Ｃａ
Ｏ３５〜５０％、Ｙ２Ｏ。

５〜１５％、ＳｒＯ３〜１０％、ＺｒＯ２１〜５％の範
囲に選定することにより、アルミナセラミックス管およ
びニオブ管等の耐熱金属との濡れ性が良好で、かつラン
プ点灯・消灯時の昇温および降温のヒートサイクルでも
発光管クラックやリーク不良を起こさず、さらに、ラン
プ点灯中の高温のナトリウム蒸気にも十分耐えうるもの
である。特に、小型高演色形ランプのように、より厳し
い耐ナトリウム性が要求されるランプにおいては顕著な
効果が認められる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例である発光管の封着前の説明図
、第２図は点灯時間とランプ電圧との関係を示す図、第
３図は点灯時間と色温度との関係を示す図である。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量パーセントで、Ａｌ＿２Ｏ＿３５〜５０％、
   ＣａＯ３５〜５０％、Ｙ＿２Ｏ＿３５〜１５％、ＳｒＯ
   ３〜１０％、ＺｒＯ＿２１〜５％よりなることを特徴と
   する封着用組成物。