(57)【要約】低圧水銀蒸気放電ランプが、水銀および希ガスが充填された放電空間（１３）を封入しており、その放電空間内における放電を持続させるための手段を含んでいる、光透過性の放電容器（１０）を有している。放電容器の少なくとも一部には、発光材料の発光層（１７）が付与されている。放電容器の少なくとも外側部分には、コーティング（３）が付与されている。本発明によれば、コーティングは、可視光の一部を吸収する顔料、および／または反射粒子を含んでいる。コーティングは、ゾル−ゲル法により有機修飾されたシランの加工によって得られる網状組織を含んでいる。有機修飾されたシランは、構造式ＲＩＳｉ（ＯＲＩＩ）３の化合物によって形成される群より選択され、ＲＩはアルキル基またはアリル基であり、ＲＩＩはアルキル基である。
2006504238.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性の放電容器を備え、
前記放電容器が、水銀および希ガスが充填された放電空間を気密状態に封入しており、
前記放電容器が、該放電空間内における放電を持続させるための手段を含んでおり、
前記放電容器の少なくとも一部に、発光材料の発光層が付与されており、
前記放電容器の、前記放電空間と反対側に面した少なくとも一部に、コーティングが付与されている低圧水銀蒸気放電ランプであって、
前記コーティングが、可視光またはＵＶ光の一部を吸収する顔料、および／または反射粒子を含んでおり、
前記コーティングが、ゾル−ゲル法により有機修飾されたシランの加工によって得られる網状組織を含んでおり、
前記有機修飾されたシランが、構造式ＲＩＳｉ（ＯＲＩＩ）３の化合物によって形成される群より選択され、
前記ＲＩが、好ましくはアルキル基またはアリル基である、有機基を表しており、
前記ＲＩＩが、アルキル基を表していることを特徴とする低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項２】
前記ＲＩ基が、ＣＨ３またはＣ６Ｈ５を含むことを特徴とする請求項１記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項３】
前記ＲＩＩ基が、ＣＨ３またはＣ２Ｈ５を含むことを特徴とする請求項１または２記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項４】
前記顔料の平均径ｄｐが、ｄｐ≦１００ｎｍであることを特徴とする請求項１または２記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項５】
前記コーティングの厚さｔｃが、ｔｃ≧１μｍであることを特徴とする請求項１または２記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項６】
ｄ≦５０ｎｍの直径を有するシリカ粒子が、前記網状組織内に組み込まれていることを特徴とする請求項１または２記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項７】
前記顔料が、当該低圧水銀蒸気放電ランプの色温度を変化させることを特徴とする請求項１または２記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項８】
前記顔料が、酸化鉄、リンがドープされた酸化鉄、亜鉛−鉄酸化物、アルミン酸コバルト、酸化ネオジウム、バナジウム酸ビスマス、ジルコニウム−プラセオジウム・シリケート、およびそれらの混合物から形成される群より選択されることを特徴とする請求項１または２記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項９】
前記顔料が、アントラキノン、クロモフタルイエロー、ペリレン、キナクリドン、ニッケルイソインドリン、銅フタロシアニン、ハロゲン化銅フタロシアニン、ダイアリル、クロモフタルレッド、およびそれらの混合物から形成される群より選択されることを特徴とする請求項１または２記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項１０】
前記反射粒子が、アルミニウム、銀、酸化アルミニウム、酸化チタン、および硫酸バリウムから形成される群より選択されることを特徴とする請求項１または２記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【請求項１１】
前記粒子のサイズが、１から４００ｎｍの範囲内にあり、好ましくは約２５０ｎｍであることを特徴とする請求項１０記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光透過性の放電容器を備え、その放電容器が、水銀および希ガスが充填された放電空間を気密状態に封入しており、その放電容器が、放電空間内における放電を持続させるための手段を含んでおり、放電容器の少なくとも一部に、発光材料の発光層が付与されており、放電容器の、上記の放電空間と反対側に面した少なくとも一部に、コーティングが付与されている低圧水銀蒸気放電ランプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水銀蒸気放電ランプでは、水銀が、紫外（ＵＶ）光の（効率的な）発生のための最も重要な成分を構成する。ＵＶを他の波長、たとえば日焼け目的（太陽パネルランプ）のＵＶ−ＢおよびＵＶ−Ａや、汎用的な照明目的の可視光放射に変換するために、発光材料を含む発光層が、放電容器の内壁に存在していてもよい。したがって、そのような放電ランプは、蛍光ランプとも呼ばれる。低圧水銀蒸気放電ランプの別の形態では、放電容器の、放電空間と反対側の面上に、蛍光層が設けられている。あるいは、発生させられた紫外光は、殺菌灯（ＵＶ−Ｃ）の製造に利用されてもよい。低圧水銀蒸気放電ランプの放電容器は、通常は、円形断面のものであり、長尺状の形態とコンパクトな形態との両方を含む。一般的に、コンパクトな蛍光ランプの管状の放電容器は、比較的小さな径を有する比較的短い直線部分の集合を含んでおり、それらの直線部分同士は、架橋部分または弧状部分によって結合されている。コンパクトな蛍光ランプには、通常、（一体型の）ランプキャップが付与されている。通常、放電空間内における放電を持続させるための手段は、放電空間内に配された電極である。低圧水銀蒸気放電ランプの別の形態は、いわゆる無電極低圧水銀蒸気放電ランプを含む。
【０００３】
冒頭の段落で述べたようなタイプの低圧水銀蒸気放電ランプは、特開昭６２−２７２４４９号公報の英文要約書より知られている。この既知の低圧水銀蒸気放電ランプの場合には、黄色の有機顔料を含むコーティングが、放電容器の外側表面に施されている。とりわけ、このコーティングは、５００ｎｍ以下の放射を抑制する。
【０００４】
上記のコーティングを施すには、一般的に、有機ラッカーが使用される。有機ラッカーは、顔料または染料を含む一種のキャリア母材を形成する。かかる有機ラッカーのコーティングは、通常、放電容器への付着性が比較的悪い。上記の既知のランプでは、塗料を形成するために、黄色の有機顔料がフッ素樹脂に添加される。蛍光ランプの外側表面上のコーティングを得るために、キシレンおよび酢酸ブチルで希釈された上記の塗料に、硬化剤が添加される。別の手順では、浸漬コーティングによって、塗料が施される。別の形態では、ポリエステルシリコーンのラッカーが、吹付処理によって放電容器に施される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
有機顔料を基礎とするコーティングを含む既知の低圧水銀蒸気放電ランプの１つの欠点は、温度が高くなると、放電容器への付着性が実質的に低下するおよび／または有機顔料が劣化する点である。低圧水銀蒸気放電ランプを収容する照明器具の寸法は連続的に小さくなり、低圧水銀蒸気放電ランプ自体の寸法も同様に小さくなるので、コーティングを施された放電容器の温度は高くなる。加えて、さらなる小型化を目指す流れがあり、それにより、通常は壁負荷の増大の結果として、コーティングが施された放電容器はさらに高い温度に達することとなる。
【０００６】
本発明の１つの目的は、上記の欠点を、全面的にまたは部分的に排除することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的のため、本発明によれば、冒頭の段落で述べたような種類の低圧水銀蒸気放電ランプにおいて、コーティングが、可視光またはＵＶ光の一部を吸収する顔料、および／または反射粒子を含んでおり、そのコーティングが、ゾル−ゲル法により有機修飾されたシランの加工によって得られる網状組織を含んでおり、その有機修飾されたシランが、構造式ＲＩＳｉ（ＯＲＩＩ）３の化合物によって形成される群より選択され、ＲＩが、好ましくはアルキル基またはアリル基である、有機基を表しており、ＲＩＩが、アルキル基を表していることを特徴とする。
【０００８】
既知の低圧水銀蒸気放電ランプのコーティング中の有機ラッカーを、開始材料として有機修飾されたシランを含む網状組織に置き換えることによって、高温（４００°Ｃまで）に耐え得る、光学的に透明な非散乱性のコーティングがもたらされる。網状組織の作製に有機修飾されたシランを使用するため、いくらかの割合のＲＩ基、すなわちアルキル基またはアリル基が、そのまま残って網状組織内で末端基を形成する。その結果、１つのＳｉ原子につき４つの網状結合に代えて、本発明による網状組織は、１つのＳｉ原子につき４つよりも少ない網状結合を有する。上記のアルキル基またはアリル基によって一部が構成された網状組織は、従来使用されていたシリカ網状組織よりも、高い弾力性および柔軟性を有する。これにより、比較的厚いコーティングの作製が可能となる。
【０００９】
低圧水銀蒸気放電ランプに、蛍光層に加えてコーティングを施すことの利点は、標準的な蛍光層を伴う放電容器を用いることができ、特定のタイプの光が許容されない環境での使用に適した色（温度）とする（たとえば紫外光が排除されるべきクリーンルームの環境下において、たとえば５００ｎｍ未満の放射を抑制する等）ことにより、低圧水銀蒸気放電ランプの色（温度）を変換するために、コーティングが使用される点である。この低圧水銀蒸気放電ランプは、反射粒子を伴うコーティングが放電容器の外側表面上に部分的に施されているという点で反射器が蛍光ランプに一体化された、乱反射性のものとすることができる。
【００１０】
色温度を変更することの利点は、より高い色飽和度を有する光を生成することができるようになる点である。加えて、顔料がもはや水銀放電と接触した状態でなくなるので、低圧水銀蒸気放電ランプの光束維持率が向上させられる。放電容器の外側表面上に反射性コーティングを設けることの１つの利点は、低圧水銀蒸気放電ランプにより発せられた光が、束状の形態で発せられるようになる点である。強化性かつ／または耐引掻性のコーティングが放電容器の外側表面上に施されるという点で、放電容器のガラスの壁厚を減少させることができ、それにより、放電容器のコストが低下させられる。
【００１１】
好ましくは、ＲＩ基は、ＣＨ３またはＣ６Ｈ５を含む。これらの物質は、比較的良好な熱安定性を有する。メチル基またはフェニル基を含む網状組織は、より厚いコーティングの取得を可能とする。さらに、実験により、メチル基またはフェニル基が網状組織内に組み込まれたコーティングは、少なくとも３５０°Ｃの温度までは安定であることが示された。それらの基は、網状組織内の末端基であり、かかる高温においても網状組織の一部であり続ける。コーティング上にそのような比較的高い温度負荷がかかる状態でも、低圧水銀蒸気放電ランプの耐用寿命に亘って、網状組織の目に見える劣化は生じない。ある変更実施形態では、ＲＩは、エポキシアミノ基の形態の有機基を含む。蛍光ランプの動作温度およびＵＶ出力は比較的低いので、かかるコーティングを、放電ランプの動作寿命に亘って安定なものとして施すことが可能である。
【００１２】
好ましくは、ＲＩＩ基は、ＣＨ３またはＣ２Ｈ５を含む。メタノールおよびエタノールが加水分解処理で形成されるので、メチル基およびエチル基は特に適している。これらの物質は、顔料分散液と親和性があり、かつ比較的容易に蒸発する。一般的には、メトキシ基（−ＯＣＨ３）はエトキシ基（−ＯＣ２Ｈ５）よりも速く反応し、エトキシ基（−ＯＣ２Ｈ５）は（イソ）プロポキシ基（−ＯＣ３Ｈ７）よりも速く反応する。円滑な加水分解処理のためには、あまり長くないＲＩＩ基を用いることが有利である。
【００１３】
本発明に係る網状組織の作製に非常に適した開始材料は、
ＲＩ＝ＲＩＩ＝ＣＨ３であるメチルトリメトキシシラン（ＭＴＭＳ）
ＲＩ＝ＣＨ３かつＲＩＩ＝Ｃ２Ｈ５であるメチルトリエトキシシラン（ＭＴＥＳ）
ＲＩ＝Ｃ６Ｈ５かつＲＩＩ＝ＣＨ３であるフェニルトリメトキシシラン（ＰＴＭＳ）
ＲＩ＝Ｃ６Ｈ５かつＲＩＩ＝Ｃ２Ｈ５であるフェニルトリエトキシシラン（ＰＴＥＳ）
である。かかる開始材料は、それら自体は既知であり、市販により入手可能である。
【００１４】
本発明に係る低圧水銀蒸気放電ランプの１つの実施形態は、コーティングの厚さｔｃがｔｃ≧１μｍであることを特徴とする。１つのＳｉ原子につき４つの網状結合を含むシリカから構成された網状組織を用いた場合は、コーティングの厚さは、大気環境下において最大で約０．５μｍの厚さに制限される。そのようなシリカの層が、かかる厚さを超えるより大きな厚さを有すると、層中の応力により容易に亀裂が生じるようになり、かつ／またはコーティングが放電容器から容易に剥がれてしまうようになる。１つのＳｉ原子につき４つより少ない網状結合を含む網状組織を用いれば、ずっと大きな層厚が実現できるようになる。好ましくは、ｔｃ≧２μｍである。より厚いコーティング中には、より多くの顔料または染料を含ませることができ、それにより、コーティングの色効果が向上させられる。
【００１５】
コーティング内には、無機充填材料を混合してもよい。この目的のため、本発明に係る低圧水銀蒸気放電ランプの１つの好ましい実施形態では、ｄ≦５０ｎｍの直径を有するシリカ粒子が、網状組織内に組み込まれる。これらのいわゆるナノサイズ・シリカ粒子の組込みにより、層作製時における層の収縮が軽減させられる。加えて、かかるナノサイズ・シリカ粒子の組込みは、放電容器に良好に結合するさらに厚いコーティングの取得を可能とする。ＲＩ基を形成するアルキル基またはアリル基が末端基として存在する網状組織に、ナノサイズ・シリカ粒子を加えることによって、好ましい結合特性を有する２０μｍ厚の層を得ることができる。かかる厚い層は、コーティングの所望の色の点を得るための、相当量の顔料または染料を包含することができる。上記のシリカ粒子の組込みは、より大きな厚さでコーティングを作製することを可能とする。そのようなコーティングの屈折率は、より厚い層内に同一量の顔料が包含された場合、顔料の屈折率の影響をより受けにくくなる。したがって、上記のようなシリカ粒子を用いると、コーティングの屈折率を所望の値に持っていき、かかる値に屈折率を維持するためのある程度の自由度がもたらされる。
【００１６】
低圧水銀蒸気放電ランプの耐用寿命に亘って所望の光特性と所望の熱安定性とを有するコーティングの作製のため、好ましくは無機顔料が使用される。本発明に係る低圧水銀蒸気放電ランプの１つの好ましい実施形態では、顔料は、酸化鉄、リンがドープされた酸化鉄、亜鉛−鉄酸化物、アルミン酸コバルト、酸化ネオジウム、バナジウム酸ビスマス、ジルコニウム−プラセオジウム・シリケート、またはそれらの混合物から形成される群より選択される。酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）は橙色の顔料であり、リン（Ｐ）がドープされたＦｅ２Ｏ３は橙赤色の顔料である。亜鉛−鉄酸化物、たとえばＺｎＦｅ２Ｏ４やＺｎＯ・ＺｎＦｅ２Ｏ４は、黄色の顔料である。（リンがドープされた）Ｆｅ２Ｏ３をＺｎＦｅ２Ｏ４と混合することにより、深い橙色の顔料が得られる。アルミン酸コバルト（ＣｏＡｌ２Ｏ４）および酸化ネオジウム（Ｎｄ２Ｏ５）は、青色の顔料である。プッチャー石とも呼ばれるバナジウム酸ビスマス（ＢｉＶＯ４）は、黄緑色の顔料である。ジルコニウム−プラセオジウム・シリケートは、黄色の顔料である。実験により、かかる無機顔料を含む網状組織は、ランプの寿命に亘って、かつコーティング上に比較的高い温度負荷がかかっている状態において、目に見える程には劣化しないことが示された。
【００１７】
本発明に係る低圧水銀蒸気放電ランプの別の好ましい実施形態においては、有機顔料が使用されたコーティングが得られる。特に適当な顔料は、いわゆるレッド１７７（アントラキノン）、または「チバ（Ｃｉｂａ）社」のクロモフタルイエローもしくはクロモフタルレッドである。さらに別の適当な顔料は、「クラリアント（Ｃｌａｒｉａｎｔ）社」の、レッド１４９（ペリレン）、レッド１２２（キナクリドン）、レッド２５７（ニッケルイソインドリン）、バイオレット１９（キナクリドン）、ブルー１５：１（銅フタロシアニン）、グリーン７（ハロゲン化銅フタロシアニン）、およびイエロー８３（ダイアリル（ｄｙａｒｙｌ））である。
【００１８】
化学式Ｃ２２Ｈ６Ｃ１８Ｎ４Ｏ２、Ｃ．Ｉ．（組成番号）５６２８０の、琥珀色のクロモフタルイエローは、有機染料であり、「Ｃ．Ｉ．−１１０イエローピグメント」、「Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３７」、またはビス［４，５，６，７−テトラクロロ−３−オキソイソインドリン−１−イリデン］−１，４−フェニレンジアミンとも呼ばれる。化学式Ｃ３７Ｈ２１Ｎ５Ｏ４、Ｃ．Ｉ．６０６４５の、琥珀色のアントラキノンは、有機染料であり、「フィレスターイエロー２６４８Ａ」または「フィレスターイエローＲＮ」とも呼ばれ、化学式は１，１’−［（６−フェニル−１，３，５−トリアジン−２，４ジイル）ジイミノ］ビス−である。Ｃ．Ｉ．６５３００の赤色の「クロモフタルレッドＡ２Ｂ」は、有機染料であり、「ピグメントレッド１７７」、ジアントラキノニルレッド、または［１，１’−ビアントラセン］９，９’，１０，１０’−テトロン，４，４’−ジアミノ−（ＴＳＣＡ，ＤＳＬ）とも呼ばれる。
【００１９】
無機顔料と有機顔料との混合物の使用も適当であり、たとえばクロモフタルイエローと酸化鉄（または亜鉛−鉄酸化物）との混合物が適当である。
【００２０】
本発明に係る低圧水銀蒸気放電ランプの１つの変更実施形態は、顔料が、低圧水銀蒸気放電ランプの色温度を変化させることを特徴とする。たとえば、アルミン酸コバルト（ＣｏＡｌ２Ｏ４）および酸化ネオジウム（Ｎｄ２Ｏ５）の青色顔料のコーティングを施すと、低圧水銀蒸気放電ランプの色温度が上昇する。
【００２１】
本発明に係る低圧水銀蒸気放電ランプの１つの好ましい実施形態は、反射粒子が、アルミニウム、銀、酸化アルミニウム、酸化チタン、および硫酸バリウムから形成される群より選択されることを特徴とする。
【００２２】
好ましくは、顔料粒子の平均粒子径ｄｐは、ｄｐ≦１００ｎｍである。かかる比較的小さな寸法の顔料を用いることにより、比較的少ない光散乱を示す、光学的に透明なコーティングが得られる。本発明に係る低圧水銀蒸気放電ランプは、光源が点状のものとして実装される特別に設計された反射器の中で使用されることが多いので、コーティングによる光の散乱は、望ましくない特性である。顔料粒子の平均粒子径がｄｐ≦５０ｎｍであれば、光散乱の効果は、少なくとも実質的には排除される。
【００２３】
特に好ましい低圧水銀蒸気放電ランプは、酸化鉄とバナジウム酸ビスマスとの混合物、またはリンがドープされた酸化鉄とバナジウム酸ビスマスとの混合物から構成された顔料を、コーティング中に適用することによって得られる。
【００２４】
ゾル−ゲル法により有機修飾されたシランの加工によって得られた網状組織を含むコーティングを用いて、本発明に従ってコーティングされた放電容器を含む低圧水銀蒸気放電ランプは、低圧水銀蒸気放電ランプの耐用寿命に亘って、当初の特性を実質的な程度保持することが分かった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
上記およびその他の本発明の側面は、以下に説明する実施形態を参照することにより、明らかとなる。添付の図面は、単に概略的なものであって、正しい縮尺で描かれてはいない。特に、明確さのため、いくつかの寸法は大きく誇張されている。図中では、可能な限りの個所において、類似の参照番号が、類似の部分を指している。
【００２６】
図１は、縦軸２を取り囲む管状部分１１を有するガラス放電容器１０を含む、低圧水銀蒸気放電ランプを示した図である。この放電容器１０は、放電容器１０内で発生させられた放射を透過させるものであり、第１および第２の終端部１２ａ、１２ｂが設けられている。この例では、管状部分１１は、１２０ｃｍの長さと、２４ｍｍの内径とを有している。放電容器１０は、たとえばアルゴンを含む水銀と希ガスとの混合物が充填された、放電空間１３を気密状態に封入している。管状部分１１の、放電空間１３に面した側の面には、励起された水銀が低エネルギーに戻ることにより発生させられる紫外（ＵＶ）光を、（一般的には）可視光に変換する発光材料（たとえば蛍光粉末）を含む発光層１７が付与されている。ある変更実施形態では、発光層は、放電容器の外側表面上に付与される。図１の例では、放電空間１３内における放電を持続させるための手段は、放電空間１３内に配された電極２０ａ、２０ｂである。これらの電極２０ａ、２０ｂは、終端部１２ａ、１２ｂによって支持されている。電極２０ａ、２０ｂは、電子放出物質（この例では、酸化バリウムと酸化カルシウムと酸化ストロンチウムとの混合物）によって被覆された、タングステンの巻線である。電極２０ａ、２０ｂの電流供給導線（それぞれ３０ａ、３０ａ’および３０ｂ、３０ｂ’）は、終端部１２ａ、１２ｂを貫いて、放電容器１０から外部へと出ている。電流供給導線３０ａ、３０ａ’および３０ｂ、３０ｂ’は、ランプキャップ３２ａおよび３２ｂに固定された接触ピン３１ａ、３１ａ’および３１ｂ、３１ｂ’に接続されている。一般的には、各電極２０ａ、２０ｂの周囲に電極リング（図１には図示せず）が配されており、その電極リング上に、水銀を供給するためのガラスカプセルが留め付けられている。図１の例では、電極２０ａ、２０ｂは、電極シールド２２ａ、２２ｂによって包囲されている。好ましくは、電極シールドは、酸化アルミニウムを含むセラミック材料から作られている。本発明に従って、放電容器１０の外側表面に、可視光の一部を吸収する顔料を含むコーティング３、および／または反射粒子を含むコーティング３が付与されている。コーティング３は、ゾル−ゲル法により有機修飾されたシランの加工によって得られる網状組織を含んでおり、好ましくは２−５μｍの平均厚さを有している。
【００２７】
図２は、低圧水銀蒸気放電ランプを含むコンパクトな蛍光ランプを示している。図２中の類似の構成要素は、可能な限り、図１中と同一の参照番号で示してある。この例の
低圧水銀蒸気放電ランプには、約２５ｃｍ３の体積を有する放電空間１３を気密状態に封入した管状部分１１を有する、放射を透過させる放電容器１０が設けられている。放電容器１０は、少なくとも実質的に円形の横断面を有し、（有効）内径が約１０ｍｍであるガラス管である。この例では、管状部分１１の合計の長さは、約４０ｃｍである。この管は、いわゆる鉤型の形状に曲げられており、この実施形態では、複数の直線部分を有している。それら直線部分のうちの２つが、参照番号３１、３３を付されて図２に示されている。放電容器はさらに、複数の弧状部分を有しており、それら弧状部分のうちの２つが、参照番号３２、３４を付されて図２に示されている。管状部分１１の、放電空間１３に面した側の面には、発光層１７が付与されている。さらに別の変更実施形態では、発光層は、さらなる保護層（図２には図示せず）によりコーティングされる。放電容器１０は、ハウジング７０によって支持されており、このハウジング７０はさらに、電気的および機械的な接触部７３ａ、７３ｂが設けられているランプキャップ７１も支持している。これらの接触部７３ａ、７３ｂ自体は、既知のものである。さらに、放電容器１０は、ランプハウジング７０に取り付けられた光透過性の管球容器６０によって包囲されている。光透過性の管球容器６０は、一般的には艶消仕上げされた外観を有している。本発明に従って、放電容器１０の外側表面には、ゾル−ゲル法により着色および有機修飾されたシランの網状組織によって形成された、コーティング３が付与されている。好ましくは、このコーティングは、２−３μｍの平均厚さを有する。
【００２８】
実施例１
「ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ  １９０」を分散助剤として用い、１０ｇの量のＺｎＦｅ２Ｏ４（粒子サイズ７０ｎｍ）が、５０／５０％の水／エタノール混合液中に分散される。混合液全体の重量は３０ｇである。２ｍｍの酸化ジルコニウム粒を用いた湿式ボールミル処理によって、光学的に透明な液体が得られる。３ｇの量のＦｅ２Ｏ３（粒子サイズ４０ｎｍ）が、類似の手法によって分散される。４０ｇのメチルトリメトキシシラン（ＭＴＭＳ）と、０．６ｇのテトラエチルオルソシリケート（ＴＥＯＳ）と、３２ｇの水と、４ｇのエタノールと、０．１５ｇの氷酢酸との加水分解混合液が、室温下において４８時間攪拌され、その後、冷蔵庫内に保管される。
【００２９】
コーティング液は、１０ｇの上記のＺｎＦｅ２Ｏ４分散液と、６ｇのＦｅ２Ｏ３分散液と、４ｇのメトキシプロパノールと混合された１０ｇのＭＴＭＳ／ＴＥＯＳ加水分解混合液とを、混合することによって調合される。このコーティング液はその後、放電容器の主要部分の外側表面上に吹付コーティングされる。このコーティングは、２５０°Ｃの温度で１０分間硬化させられる。こうして、乾燥工程および硬化工程において亀裂を生じさせることなく、３μｍまでの厚さを有するコーティングが、ガラス放電容器上に得られる。
【００３０】
この実施形態で述べたようにして作製されたコーティングを有する低圧水銀蒸気放電ランプは、琥珀色で、透明であり、光散乱を有さない。上記の処方に従って得られたコーティングは、２．７μｍの厚さを有する。このコーティング中の構成成分の重量比は、ＺｎＦｅ２Ｏ４およびＦｅ２Ｏ３が５２％、「ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ  １９０」が１８％、ＭＴＭＳが３０％である。このコーティングは、低圧水銀蒸気放電ランプの耐用寿命に亘って安定である。
【００３１】
実施例２
「ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ  ４１０９０」を分散助剤として用い、３ｇの量のＢｉＶＯ４が、５０／５０％の水／エタノール混合液中に分散される。混合液全体の重量は２３ｇである。２ｍｍの酸化ジルコニウム粒を用いた湿式ボールミル処理によって、安定した分散が得られる。３ｇの量のＦｅ２Ｏ３が、同様の手法によって分散される。４０ｇのメチルトリメトキシシラン（ＭＴＭＳ）と、０．６ｇのテトラエチルオルソシリケート（ＴＥＯＳ）と、３２ｇの水と、４ｇのエタノールと、０．１５ｇの氷酢酸との加水分解混合液が、室温下において４８時間攪拌され、その後、冷蔵庫内に保管される。コーティング液は、１０ｇの上記のＢｉＶＯ４分散液と、６ｇのＦｅ２Ｏ３分散液と、４ｇのメトキシプロパノールと混合された１０ｇのＭＴＭＳ／ＴＥＯＳ加水分解混合液とを、混合することによって調合される。このコーティング液はその後、放電容器の主要部分の外側表面上に吹付コーティングされる。このコーティングは、１６０°Ｃの温度で２０分間乾燥される。こうして、乾燥工程および硬化工程において亀裂を生じさせることなく、３μｍまでの厚さを有するコーティングが、ガラス放電容器上に形成される。
【００３２】
上記の実施形態に従って作製されたコーティングを有する低圧水銀蒸気放電ランプは、琥珀色であり、バナジウム酸ビスマス粒子の直径が１００ｎｍを超えるものの、比較的光散乱を有さない。
【００３３】
上記の処方に従って得られたコーティングは、少なくとも実質的に３μｍの厚さを有する。このコーティング中の構成成分の重量比は、Ｆｅ２Ｏ３が２１％、ＢｉＶＯ４が２１％、ｓｏｌｓｐｅｒｓが１７％、ＭＴＭＳが４１％である。このコーティングは、低圧水銀蒸気放電ランプの耐用寿命に亘って、安定に維持される。
【００３４】
実施例３
「ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ  １９０」を分散助剤として用い、６ｇの量の、ＰがドープされたＦｅ２Ｏ３が、５０／５０％の水／エタノール混合液中に分散される。混合液全体の重量は３２ｇである。４０ｇのメチルトリメトキシシラン（ＭＴＭＳ）と、０．６ｇのテトラエチルオルソシリケート（ＴＥＯＳ）と、３２ｇの水と、４ｇのエタノールと、０．１５ｇの氷酢酸との加水分解混合液が、室温下において４８時間攪拌され、その後、冷蔵庫内に保管される。コーティングは、上記のＰがドープされたＦｅ２Ｏ３の分散液２０ｇと、８ｇのメトキシプロパノールと混合された７ｇのＭＴＭＳ／ＴＥＯＳ加水分解混合液とを、混合することによって調合される。このコーティング液はその後、放電容器の主要部分の外側表面上に吹付コーティングされる。このコーティングは、１６０°Ｃの温度で２０分間乾燥される。こうして、乾燥工程および硬化工程において亀裂を生じさせることなく、６μｍまでの厚さを有するコーティングが、ガラス放電容器上に形成される。かかる比較的大きな層厚の実現は、比較的低いＭＴＭＳ濃度において比較的高い顔料濃度が用いられるために、可能となるものである。
【００３５】
この実施形態に従って作製されたコーティングを有する低圧水銀蒸気放電ランプは、赤色で、透明であり、光散乱を有さない。このコーティングは、低圧水銀蒸気放電ランプの耐用寿命に亘って、安定に維持される。
【００３６】
実施例４
分散助剤としての「ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ  １９０」の存在下において、１００ｎｍ未満の平均粒子径を有する顔料（たとえばクロモフタルイエロー）が、水／エタノール混合液中に分散される。酸化ジルコニウム粒を用いたいわゆる「湿式ボールミル処理」によって、光学的に透明な液体が得られる。メチルトリメトキシシラン（ＭＴＭＳ）と、テトラエチルオルソシリケート（ＴＥＯＳ）と、水と、エタノールと、氷酢酸とを混合することにより、加水分解混合液が調合される。これらの顔料分散液と加水分解混合液との混合液を用いて、吹付けにより、ランプ容器に光吸収性のコーティング（たとえば１．５−２μｍ）が施される。この層はその後、２５０°Ｃの温度で５−１０分間硬化される。
【００３７】
上記の実施形態に従って作製されたコーティングを有する低圧水銀蒸気放電ランプは、光散乱を有さない、黄色で透明なコーティングを有する。このコーティングは、低圧水銀蒸気放電ランプの耐用寿命に亘って、安定に維持される。
【００３８】
実施例５
５０ｇのメチルトリメトキシシランと、６０ｇの酢酸と、１８ｇの水とから、反射性コーティングが作られる。溶液は、１０分間に亘って加水分解される。厚いＭＴＭＳ層を可能とするために、ｌｕｄｏｘ  ＴＭ  ５０懸濁液（５０重量％のシリカを、ナトリウムまたはアンモニウムイオンによって水中で安定化させた、アルドリッチ（Ａｌｄｒｉｃｈ）社製の懸濁液）が加えられる。最適な散乱特性を得るために、シリカでコーティングされたＴｉＯ２粒子（デュポン（Ｄｕｐｏｎｔ）社）は、２５０ｎｍのオーダーのものであるべきである。あるいは、粒子は、Ｄｙｓｐｅｒｂｙｋを用いて安定化させられてもよい（１ｇのＴｉＯ２につき、０．４ｇのＤｙｓｐｅｒｂｙｋ）。この粒子懸濁液は、ローラー台上に配された、イットリアによって安定させられたジルコニアの２μｍのミリングボールを用いて、ミリングされる。このコーティング液は、吹付けによって、放電容器の外側表面上に付着させられる。付着後、コーティングは９０°Ｃで数分間乾燥され、その後、１６０°Ｃで５分間硬化させられる。
【００３９】
本発明の範囲内において多くの変更形態が可能であることは、当業者には明らかである。ゾル−ゲル法においては、多くの代替の調合方法が可能である。たとえば、加水分解に用いられる酸は、上記に代えてマレイン酸であってもよい。低圧水銀蒸気放電ランプによって発せられるべき光の色温度は、たとえば色座標を実質的に黒体軌跡上に保ちながら、増大させられ得る。
【００４０】
本発明の保護範囲は、上記に挙げた実施例に限定されるものではない。本発明は、本発明の各新規な特徴、およびそれらの特徴の各組合せにおいて体現されている。各請求項中の参照番号は、その請求項に係る発明の保護範囲を限定するものではない。「含む」および「備える」との語の使用は、特許請求の範囲に記載された以外の要素の存在を排除するものではない。ある要素の前に置かれた「１つの」との語の使用は、そのような要素が複数存在することを排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る低圧水銀蒸気放電ランプの１つの実施形態の縦断面図
【図２】本発明に係る低圧水銀蒸気放電ランプを含む、コンパクトな蛍光ランプの１つの実施形態の断面図
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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