Двухслойное покрытие колб газоразрядных источников света Советский патент 1992 года по МПК H01J61/35 H01J61/44 

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве газоразрядных люминесцентных ламп низкого давления.

Широко известно однослойное покрытие с применением состава ФЛЦ-612-3900- 4, состоящего из смеси ортофосфата магния-стронция, активированного оловом, титанат фосфата бария, галофосфата кальция, активированного сурьмой и марганцем, ортосиликата цинка, активированного марганцем на водорастворимом или органора- створимом связующем,

Лампы с данным покрытием имеют излучение в длинноволновой ультрафиолетовой области 300-400 нм, мощь ость которого составляет около 0,23 Вт

С целью замедления спада светового потока люминисцентных ламп в течение срока службы на 5% предлагается двухслойное покрытие, состоящее из тонкого слоя оксида алюминия и слой люминофора. Частички оксида алюминия, имеющие диаметр несколько десятков микрометров, наносят на внутреннюю стенку посредством водной суспензии. Экспериментальной проверкой на люминесцентных лампах мощностью (4, 6; 8; 15; 20; 30 и 40) Вт показано, что замедление спада светового потока после 2000 ч горения на (5-6)% происходит только у ламп с защитной пленкой, которые работают с плотностью тока в положительном столбе (0,11-0,095) А/см2. При плотности тока (0,05-0,06)А/см2 эффект замедления спада светового потока в течение срока службы ламп был незначительным и составлял 1%.

Недостатком описанной лампы с покрытием является наличие значительной мощности излучения в длинноволновой ультрафиолетовой области 300-400 нм около 0,16-0,20 Вт.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является двухслойное покрытие, состоящее из отражающего свет видимого

(Л

С

х| оо

ы

О

диапазона спектра и поглощающее ультрафиолетовое излучение и второго слоя люми- нифора, люминесцирующего в видимом диапазоне спектра.

Первый слой изготовлен из оксида титана и нанесен на поверхность колбы в количестве 1,2 мг/см2.

Второй слой содержит люминесцентный состав, состоящий из смеси борофос- фата стронция; авизированного европием

2(5го,98Еио,б20). (ШРаОб.ОИбВаОб : ор- тофосфата г гпгция магния, активированного оловом (Sr, Мд)з(Р04)2:5п; силиката цинка, активированного марганцем (Zn2Si04:Mn) и галофосфата кальция, активированного сурьмой и марганцем.

Саю(Р04)б(Р,С1)2:5Ь, Мп{6100К) (3)

Недостатком описанного покрытия является низкая стабильность светового потока в процессе эксплуатации.

Целью изобретения является повышение стабильности светового потока в процессе горения ламп.

Поставленная цель достигается тем,что в известном двухслойном покрытии колб газоразрядных источников света, включающем первый слой вещбства, поглощающего излучение в длинноволновой ультрафиолетовой области 300-400 им с удельной плотностью 0,25-0,50 мг/см2, второй слой из люминифора, излучающего в видимой области спектра, согласно предполагаемого изо- бретения в качестве первого слоя используют смесь двуокиси титана и окиси алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Двуокись титана50-85

Окись алюминия15-50

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемое двухслойное покрытие отличается от известного использованием в качестве первого слоя смеси, состоящий из 50-85 мас.% двуокиси титана и 15-50 мас.% окиси алюминия, а также новым количественным соотношением.

Анализ известных двухслойных покрытий, используемых в газоразрядных лампах низкого давления показал, что известны двухслойное покр ытия, состоящие из отражающего свет видимого диапазона спектра и поглощающее ультрафиолетовое излучение и второго слоя люминиофора, лиминес- цирующего в видимом диапазоне спектра. Однако, их применение не обеспечивают покрытиям таких свойств, которые они проявляют в заявйяёмом решений, а именно, повышение стабильности светового потока ламп в процессе их эксплуатации.

Для экспериментальной проверки заявляемого состава были подготовлены 3 смеси компонентов, приведенных в табл.1.

В фарфоровый барабан емкостью 2 л

загружают 600 г ситалловых шаров диаметром 18-25 мм, 100 мл лака на основе водно- щелочного раствора сополимера метиллитакрилата и метакриловой кислоты вязкостью 0,088 Па.с при температуре 293

К; 42,5 г (85 мас.%) двуокиси титана, 7,5 г/15 мас.% окиси алюминия. Затем полученную смесь размалывают в течение 25 ч при скорости вращения барабана 60 об/мин.

После этого, полученную суспензию по

стандартной методике наносят на трубку люминесцентной лампы. Удельная нагрузка защитного покрытия составляет 0,4 мг/см2.

Для нанесения второго люминесцентного слоя в фарфоровый барабан емкостью 2 л загружают 600 г ситалтювых шаров диаметром 18-25 мм, например, 61 г галофосфата стронция, активированного сурьмой, 29 г ортофосфата магния-стронция, активированного оловом, 3 г ортосиликата цинка, активированного марганцем, 4 г оксида иттрия, активированного европием, 4 г хлоро- фосфата стронция-бария, активированного европием, 60 мл лака на основе сополимера

бутилметакрилата и метакриловой кислоты, растворенного в бутилацетате. вязкостью 0,01 Па.с. при температуре 293 К и 1 % тет- рафосфата бария. Затем полученную смесь размалывают в течение 20 мин при скорости

вращения барабана 60 об/мин.

После этого, полученную люминофор- иую суспензию по стандартной методике наносят на трубку люминесцентной лампы поверх защитного покрытия. Удельная нагрузка двухслойного покрытия составляет 3,5-4,0 мг/см2. Выжигание связующего вещества осуществляют одновременно из двух слоев при температуре 540-560°С в течение 5 мин с поддувом подогретого воздуха.

Аналогичным способом наносят остальные составы.

С применением предлагаемого и известного составов были изготовлены газоразрядные люминесцентные лампы низкого давления мощностью 36 Вт. -, , .

Применение в люминесцентных лампах защитного покрытия, состоящего из смеси 50-85 мас.% двуокиси титана и 15-50 мас.%

окиси алюминия, обеспечивает надежную защиту от ультрафиолетового излучения в области 300-400 нм. При этом, стабильность светового потока в процессе горения ламп повышается на 3-6%. Это объясняется тем, что часть менее фотохимически стойкой

двуокиси титана заменена на фотохимически стойкую окись алюминия. В результате в процессе горения ламп уменьшается потемнение защитного слоя.

Использование указанных пределов со- держания двуокиси титана и окиси алюминия в защитном покрытий обусловлено необходимостью сохранения в заданных пределах мощности ультрафиолетового излучения при максимальной эффективности ламп. При этом, уменьшение содержания окиси алюминия в защитном покрытии менее 15 мас.% приводит к ухудшению стабильности светового потока в процессе срока службы ламп, а увеличение содержа- ния окиси алюминия в защитном покрытии более 50 мас,% приводит к увеличению мощности излучения в длинноволновой ультрафиолетовой области,

В табл.2 приведены данные, характери- зующие световой поток люминесцентных ламп, а также мощность излучения в длинноволновой ультрафиолетовой области 300-400 нм.

Новый состав защитного покрытия по- вышает стабильность светового потока в процессе горения ламп на 3-6%. При этом, стоимость защитного покрытия снижается, так как цена окиси алюминия ниже, чем для

двуокиси титана. Кроме того, уменьшается сдвиг координат цветности по сравнению с лампой без защитного покрытия.

Их цветовая температура 5500 К при высоком индексе цветопередачи.

Такие лампы особенно необходимы для освещения музеев и картинных галерей, где требуется высокая степень различия цветов и вместе с тем уменьшенная мощность ультрафиолетового излучения,который ускоряет процесс разрушения красок.

Формула изобретения Двухслойное покрытие колб газоразрядных источников света, содержащее пер- вый слой вещества, поглощающего излучение в длинноволновой ультрафиолетовой области 300-400 нм, с удельной плотг ностью 0,25-0,50 мг/см2, второй слой из люминофора, излучающего в видимой области спектра, отличающееся тем, что, с целью повышения стабильности светового потока источников света в процессе горения ламп, оно содержит в качестве первого слоя смесь двуокиси титана и окиси алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Двуокись титана50-85

Окись алюминия15-50

Существо: первый слой покрытия содержит 50-85 мас.% двуокиси титана и 15-50 мас.% окиси алюминия, а второй слой покрытия состоит из люминофора, излучающего в видимой области спектра. 2 табл,

«Таблица 1

Таблица 2